RU2476786C1 - Method to defrost air cooler of refrigerating plant - Google Patents
Method to defrost air cooler of refrigerating plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2476786C1 RU2476786C1 RU2011141540/13A RU2011141540A RU2476786C1 RU 2476786 C1 RU2476786 C1 RU 2476786C1 RU 2011141540/13 A RU2011141540/13 A RU 2011141540/13A RU 2011141540 A RU2011141540 A RU 2011141540A RU 2476786 C1 RU2476786 C1 RU 2476786C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air cooler
- air
- light flux
- frost
- thawing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Defrosting Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к холодильной технике, конкретно к способам оттаивания воздухоохладителей холодильных установок от инея в холодильных камерах и предназначено для использования в различных системах холодоснабжения промышленного и коммерческого назначения.The invention relates to refrigeration, specifically to methods of thawing air coolers of refrigeration units from hoarfrost in refrigeration chambers and is intended for use in various refrigeration systems for industrial and commercial purposes.
На всех воздухоохладителях, предназначенных для охлаждения воздуха, на наружной поверхности, в том числе на ребрах и трубках, при температуре ниже 0°C образуется слой инея, который нужно периодически удалять, поскольку при наличии такого слоя падает холодопроизводительность воздухоохладителя. Падение холодопроизводительности происходит по двум причинам: во-первых, слой инея представляет собой термическое сопротивление, которое снижает коэффициент теплоотдачи между хладагентом и воздухом, и, во-вторых, поперечное проходное сечение воздушного потока в межреберном пространстве становится меньше, расход воздуха, проходящего через испаритель, падает, в результате коэффициент теплоотдачи также снижается. Это ведет к увеличению энергопотребления холодильной установки, поскольку при уменьшенной холодопроизводительности воздухоохладителя самой холодильной установке необходимо работать больше времени, чтобы обеспечить заданный температурный режим. Поэтому задача своевременного оттаивания инея в воздухоохладителе при эксплуатации холодильной установки всегда является актуальной.On all air coolers designed to cool the air, on the outer surface, including fins and tubes, at a temperature below 0 ° C, a layer of frost forms, which must be removed periodically, since in the presence of such a layer the cooling capacity of the air cooler decreases. The drop in cooling capacity occurs for two reasons: firstly, the frost layer represents thermal resistance, which reduces the heat transfer coefficient between the refrigerant and the air, and secondly, the cross-section of the air flow in the intercostal space becomes less, the flow rate of air passing through the evaporator falls, as a result, the heat transfer coefficient also decreases. This leads to an increase in the energy consumption of the refrigeration unit, since with a reduced cooling capacity of the air cooler of the refrigeration unit itself, it is necessary to work longer to ensure a given temperature condition. Therefore, the task of timely thawing of frost in the air cooler during operation of the refrigeration unit is always relevant.
Предварительно для конкретного типа воздухоохладителя расчетным путем или по рекомендациям в технической литературе определяют максимально допустимую толщину слоя инея, при достижении которой теплообмен между воздухом в камере и межтрубным пространством воздухоохладителя резко снижает свою эффективность. Например, в книге Л.Г.Каплана "Торговое холодильное оборудование. Справочник", М., 1995 г., с.158 указано, что в холодильных шкафах иней толщиной 3-4 мм увеличивает расход электроэнергии на 50-60%, а при толщине инея 2,5 мм на трубках и ребрах воздухоохладителя коэффициент теплопередачи снижается на 29%. На практике критической считают толщину инея не более 2 мм, после которой должно начаться оттаивание воздухоохладителя.Previously, for a particular type of air cooler, by calculation or according to recommendations in the technical literature, the maximum permissible frost layer thickness is determined, upon reaching which the heat exchange between the air in the chamber and the annular space of the air cooler sharply reduces its efficiency. For example, in the book of L.G. Kaplan "Commercial refrigeration equipment. Handbook", M., 1995, p. 158 it is indicated that in refrigerated cabinets 3-4 mm thick hoarfrost increases energy consumption by 50-60%, and when 2.5 mm thick frost on the tubes and fins of the air cooler, the heat transfer coefficient is reduced by 29%. In practice, the thickness of hoarfrost is considered to be critical no more than 2 mm, after which thawing of the air cooler should begin.
Конструктивно воздухоохладители холодильных установок представляют собой секцию тонкостенных алюминиевых или нержавеющих пластин (так называемых ребер), установленных и закрепленных параллельно друг другу с заданным шагом (расстоянием между пластинами - обычно от 4 до 12 мм). В этих пластинах при их изготовлении методом штамповки сделаны отверстия для прохождения через них медных или стальных трубок с хладагентом, а также трубок для электрических нагревателей системы оттаивания испарителя от инея. В процессе сборки воздухоохладителя через эти отверстия перпендикулярно пластинам прокладывают трубки, после чего специальным инструментом, называемым дорном, эти трубки расширяют изнутри, создавая надежный контакт между трубками и теплообменными пластинами-ребрами. Эта секция вместе с трубами устанавливается в корпус воздухоохладителя, на который затем крепят вентиляторы с защитными решетками.Structurally, air coolers of refrigeration units are a section of thin-walled aluminum or stainless plates (the so-called fins) installed and fixed parallel to each other with a given step (the distance between the plates is usually from 4 to 12 mm). In these plates, during their manufacture by stamping, holes were made for copper or steel tubes with refrigerant to pass through them, as well as tubes for electric heaters of the defrosting system of the evaporator from hoarfrost. In the process of assembling the air cooler, tubes are laid perpendicularly to the plates through these holes, after which a special tool called the mandrel expands these tubes from the inside, creating reliable contact between the tubes and the heat exchanger fins. This section, together with the pipes, is installed in the air cooler body, on which fans with protective grilles are then mounted.
Периодичность оттаивания зависит от типа воздухоохладителя, режима его работы, места установки, условий работы и способа оттаивания. Большие гладкотрубные испарители (без оребрения), применяемые, например, на пивоваренных заводах и крупных холодильниках, оттаивают один или два раза в месяц. Оребренные воздухоохладители иногда оттаивают один-два раза в час, иногда 2-3 раза в сутки.The frequency of thawing depends on the type of air cooler, its operating mode, installation location, working conditions and method of thawing. Large smooth-tube evaporators (without fins), used, for example, in breweries and large refrigerators, are thawed once or twice a month. Finned air coolers are sometimes thawed once or twice an hour, sometimes 2-3 times a day.
Способы оттаивания испарителей бывают естественные, когда на время оттаивания останавливают холодильную машину, при этом испаритель в воздухоохладителе нагревается за счет более теплого воздуха в камере и иней оттаивает, так называемый способ оттаивания при помощи окружающего воздуха. Такой способ подробно описан в книге Рой Дж.Доссат «Основы холодильной техники», Москва, изд-во «Легкая и пищевая промышленность», 1984, с.448-449 (УДК 621.56.002.72.004.2; ББК 31.392, Д70), а также в справочнике автора Л.Г. Каплана «Торговое холодильное оборудование», М., изд-во “Колос”, 1995 г., с.159-160 (ББК 36.81-5, УДК 621.565:658.86/.87(035). Суть его в следующем. Когда количество инея на ребрах воздухоохладителя начинает существенно снижать его холодопроизводительность и температура воздуха на выходе из воздухоохладителя начинает увеличиваться, вручную выключают компрессор. При этом работающие вентиляторы начинают прогонять воздух внутри холодильной камеры с положительной температурой через теплообменную поверхность воздухоохладителя с инеем, при этом иней начинает таять и теплообменная поверхность (межреберное пространство для прохода воздуха) возвращается к первоначальному значению. При этом температура воздуха в камере снижается за счет передачи тепла на оттаивание инея, поэтому эффективность оттаивания постепенно снижается. По этим причинам такой способ оттаивания находит ограниченное применение. Он применялся раньше в морозильных установках периодичной заморозки, которые не работают непрерывно. В этих установках запуск и остановку вентиляторов на оттаивание производили вручную, а при необходимости выключение вентиляторов по окончании процесса оттаивания обеспечивалось по команде от термореле, размещенного на испарителе. При всех способах естественного оттаивания необходимо, чтобы температура воздуха в камере поднялась выше 4-5°C, лишь тогда иней начинает заметно оттаивать. Начало процесса оттаивания определяется визуально, а окончание - либо визуально, либо по датчику температуры, расположенному на поверхности воздухоохладителя. Недостатком этого способа является низкий темп таяния инея, вследствие этого большие колебания температуры в холодильной камере, что отрицательно сказывается на хранящихся в ней продуктах.Methods for thawing evaporators are natural when the refrigeration machine is stopped during thawing, while the evaporator in the air cooler is heated by warmer air in the chamber and the frost defrosts, the so-called thawing method using ambient air. This method is described in detail in the book by Roy J. Dossat, "Fundamentals of Refrigeration Engineering", Moscow, publishing house "Light and Food Industry", 1984, p.448-449 (UDC 621.56.002.72.004.2; BBC 31.392, D70), and also in the reference book of the author L.G. Kaplan “Commercial refrigeration equipment”, M., Kolos Publishing House, 1995, p.159-160 (BBK 36.81-5, UDC 621.565: 658.86 / .87 (035). Its essence is as follows. When the quantity Hoarfrost on the fins of the air cooler begins to significantly reduce its cooling capacity and the air temperature at the outlet of the air cooler starts to increase, the compressor is manually turned off, while the working fans begin to drive air inside the refrigerator with a positive temperature through the heat exchange surface of the air cooler with hoarfrost, while the frost starts the thawing surface and the heat exchange surface (intercostal space for air passage) returns to its initial value, while the air temperature in the chamber decreases due to heat transfer to defrost the frost, therefore the thawing efficiency is gradually reduced. For these reasons, this method of thawing is of limited use. It was used before in periodical freezers that do not work continuously. In these installations, the fans were started and stopped for defrosting manually, and if necessary, the fans were turned off at the end of the defrosting process on command from a thermal relay located on the evaporator. With all methods of natural thawing, it is necessary that the air temperature in the chamber rises above 4-5 ° C, only then does the frost begin to thaw noticeably. The start of the thawing process is determined visually, and the end - either visually or by a temperature sensor located on the surface of the air cooler. The disadvantage of this method is the low melting rate of hoarfrost, as a result of which large fluctuations in temperature in the refrigerating chamber, which adversely affects the products stored in it.
Но в большинстве случаев используют оттаивание воздухоохладителей с принудительной подачей тепла внутрь оребренной секции воздухоохладителя. Такие способы оттаивания воздухоохладителей от инея описаны в книге В.Мааке, Г.- Ю.Эккерт, Жан-Луи Кошпен. ПОЛЬМАНН. Учебник по холодильной технике, Москва, издательство Московского университета, 1998 г., с.752-765 (УДК 658.822; ББК 31.392; М 12), а также в справочнике автора Л.Г. Каплана «Торговое холодильное оборудование», М., изд-во "Колос", 1995 г., с.158-172.But in most cases, thawing of air coolers is used with forced supply of heat inside the finned section of the air cooler. Such methods of thawing air coolers from hoarfrost are described in the book of W. Maake, G.-J. Eckert, and Jean-Louis Cospins. POLMANN. Textbook on refrigeration engineering, Moscow, Moscow University Press, 1998, p.752-765 (UDC 658.822; BBK 31.392; M 12), as well as in the author’s handbook L.G. Kaplan "Commercial refrigeration equipment", M., publishing house "Kolos", 1995, p. 158-172.
Известны способы оттаивания воздухоохладителей с помощью орошения водой или рассолом, распыляемых по поверхности воздухоохладителя с помощью различных оросительных устройств, когда распыленная жидкость стекает равномерно по всей теплообменной поверхности испарителя. Способ описан, например, в упомянутом выше справочнике Л.Г.Каплана на страницах 171-172. Этот способ оттаивания испарителя очень интенсивен, но имеет и существенные недостатки - предохранение от замерзания трубопроводов подачи и слива воды, а также коррозия испарителя и поддона (если речь идет об орошении рассолом). Поэтому такой способ оттаивания воздухоохладителей в настоящее время используется довольно редко, в основном для воздухоохладителей из нержавеющей стали.Known methods for thawing air coolers by irrigation with water or brine sprayed on the surface of the air cooler using various irrigation devices when the sprayed liquid flows uniformly over the entire heat exchange surface of the evaporator. The method is described, for example, in the above-mentioned reference book of L.G. Kaplan on pages 171-172. This method of thawing the evaporator is very intense, but it also has significant drawbacks - protection against freezing of the pipelines for supplying and draining water, as well as corrosion of the evaporator and the pan (if we are talking about brine irrigation). Therefore, this method of thawing air coolers is currently rarely used, mainly for stainless steel air coolers.
Известен также способ оттаивания горячими парами хладагента (справочник Л.Г.Каплана, стр.161-162), которые подаются в трубки испарителя от компрессора с использованием четырехходовых клапанов обратимости цикла, т.е. в этом случае холодильная установка периодически работает на нагрев испарителя. После оттаивания инея на испарителе четырехходовой кран приводится в исходное состояние и холодильная установки работает на охлаждение. Способ оттаивания горячими парами хладагента предполагает, что холодильная установка оснащена несколькими испарителями, одни из которых можно по отдельности или совместно оттаивать, в то время как другие продолжают работать.There is also a known method of thawing with hot vapor of a refrigerant (reference book by L.G. Kaplan, pp. 161-162), which are supplied to the evaporator tubes from a compressor using four-way cycle reversibility valves, i.e. in this case, the refrigeration unit periodically works to heat the evaporator. After thawing the frost on the evaporator, the four-way valve is reset and the refrigeration unit works for cooling. The hot vapor defrosting method of the refrigerant assumes that the refrigeration unit is equipped with several evaporators, some of which can be thawed separately or together, while others continue to operate.
Недостатком этого способа является существующая опасность слишком сильных перепадов температур по объему холодильной камеры в период оттаивания, поскольку часть воздухоохладителей имеет положительную температуру (те, которые находятся в режиме оттаивания) и часть воздухоохладителей имеет низкую температуру (те, которые работают). При этом во время оттаивания вся нагрузка в холодильной камере должна отбираться оставшимися в работе воздухоохладителями. Они при этом начинают работать с более низкими температурами кипения, что также увеличивает неравномерность распределения температур в камере.The disadvantage of this method is the existing danger of temperature extremes over the volume of the refrigerating chamber during the thawing period, as part of the air coolers have a positive temperature (those that are in the defrosting mode) and some of the air coolers have a low temperature (those that work). At the same time, during thawing, the entire load in the refrigerator should be taken away by the remaining air coolers. At the same time, they begin to work with lower boiling points, which also increases the uneven distribution of temperatures in the chamber.
Наиболее широкое применение в настоящее время во всем мире получил способ оттаивания воздухоохладителей с помощью электронагревателей. Этот способ используется в коммерческих холодильных установках малой и средней холодопроизводительности (справочник Л.Г.Каплана, с.160-161). Нагревательные элементы традиционно закрепляются на самом испарителе параллельно трубкам. Ограниченное число нагревательных элементов большой единичной мощности приводит к тому, что температура теплообменной поверхности нагревается неравномерно. И при запоздалом отключении тепловой нагрузки может наступить локальный перегрев теплообменной поверхности, что приводит к дополнительным энергетическим затратам при следующем цикле работы воздухоохладителя на охлаждение воздуха в камере, т.е. сначала нужно охладить нагреватели и зону вокруг них (иногда нагретую до 60-70°C), а затем охлаждать воздух.The most widely used method worldwide today is the method of thawing air coolers using electric heaters. This method is used in commercial refrigeration units of small and medium cooling capacity (reference L.G. Kaplan, s.160-161). Heating elements are traditionally mounted on the evaporator itself in parallel with the tubes. A limited number of heating elements of large unit power leads to the fact that the temperature of the heat exchange surface is heated unevenly. And with a late disconnection of the heat load, local overheating of the heat exchange surface may occur, which leads to additional energy costs during the next cycle of operation of the air cooler for cooling the air in the chamber, i.e. First you need to cool the heaters and the area around them (sometimes heated to 60-70 ° C), and then cool the air.
Прототипом предлагаемого решения выбран способ оттаивания воздухоохладителей, описанный в справочнике автора Л.Г.Каплана «Торговое холодильное оборудование», М., изд-во "Колос", 1995 г., с.160-161. Оттаивание испарителя от инея по этому способу заключается в периодическом подведении тепла внутрь воздухоохладителя путем включения электронагревателей воздухоохладителя часовым механизмом, а прекращение подачи тепла - путем выключения электронагревателей по команде термореле испарителя. Термореле, датчик которого устанавливается между ребрами на входе воздушного потока в испаритель, отключает подогрев, как только температура ребер станет на несколько градусов выше 0°C.The prototype of the proposed solution selected method of thawing air coolers, described in the reference book of the author L. G. Kaplan "Commercial refrigeration equipment", M., publishing house "Kolos", 1995, S. 160-161. Defrosting the evaporator from hoarfrost by this method consists in periodically supplying heat inside the air cooler by turning on the electric heaters of the air cooler using a clockwork, and stopping the heat supply by turning off the electric heaters on command of the evaporator thermal relay. A thermal relay, the sensor of which is installed between the fins at the inlet of the air flow into the evaporator, turns off the heating as soon as the fins temperature is several degrees higher than 0 ° C.
Основным недостатком прототипа являются повышенные энергозатраты на оттаивание воздухоохладителя вследствие невозможности объективно оценить необходимость подвода тепла (включение нагревателей) для оттаивания и прекращение подачи тепла (выключения нагревателей воздухоохладителей). Нарастание инея на ребрах и трубках воздухоохладителя зависит от многих факторов, например, от того, какой вид продукции загружен в холодильную камеру (мясо в тушах или рыба в замороженных брикетах), хранится ли в камере товар в открытом или упакованном виде, от частоты открывания дверей в холодильную камеру и интенсивности погрузочно-разгрузочных работ в рабочей зоне камеры. Кроме того, на образование инея внутри воздухоохладителя влияет также влажность и температура окружающего воздуха, который при открывании широких дверей камеры во время погрузочно-разгрузочных работ при большой разнице температур вызывает интенсивные конвективные потоки теплого воздуха в холодный объем камеры, несмотря на различного типа тепловые завесы.The main disadvantage of the prototype is the increased energy consumption for thawing the air cooler due to the inability to objectively assess the need for heat supply (turning on the heaters) for thawing and stopping the heat supply (turning off the air cooler heaters). The growth of hoarfrost on the fins and tubes of the air cooler depends on many factors, for example, what type of product is loaded into the refrigerator (meat in carcasses or fish in frozen briquettes), whether the goods are stored in the chamber in open or packed form, on the frequency of door opening in the refrigerator compartment and the intensity of loading and unloading in the working area of the chamber. In addition, the formation of hoarfrost inside the air cooler is also affected by humidity and ambient temperature, which, when opening the wide chamber doors during loading and unloading operations with a large temperature difference, causes intense convective flows of warm air into the cold chamber volume, despite the different types of thermal curtains.
Вследствие этого время нарастания инея будет различным и зависеть от всех перечисленных выше условий, тогда как на программируемом контроллере периодичность и время работы нагревателей оттаивания всегда является постоянным. Поэтому режим оттаивания не всегда может быть энергетически оптимальным. Если к очередному запрограммированному заранее моменту включения нагревателей оттаивания инея на трубах и ребрах будет мало, то за время работы нагревателей, также предварительно запрограммированного в контроллер системы оттаивания, иней будет полностью удален, но нагреватели будут продолжать работать, излишне нагревая трубки и ребра испарителя, пока их не выключит термореле, которое отключает нагреватели, если температура ребер станет на несколько градусов выше 0°C, обычно 5°C. При включении воздушного испарителя в работу холодный воздух из камеры, обдувая избыточно нагретый испаритель, будет нагреваться сам и он поступает в холодильную камеру, повышая общую температуру воздуха в камере, что является нежелетельным фактором, поскольку холодильная машина должна будет работать больше времени, чтобы компенсировать это тепло. А это ведет к увеличению расходов электроэнергии.As a result of this, the hoarfrost rise time will be different and depend on all the conditions listed above, whereas on a programmable controller, the frequency and operating time of the defrosting heaters is always constant. Therefore, the thawing mode may not always be energetically optimal. If there is not enough frost on the pipes and fins at the next moment of pre-activation of the defrosting heaters, then during the operation of the heaters, also pre-programmed into the defrosting system controller, the frost will be completely removed, but the heaters will continue to work, heating the tubes and fins of the evaporator too much, until they will not turn off the thermal relay, which turns off the heaters if the temperature of the fins becomes a few degrees above 0 ° C, usually 5 ° C. When the air evaporator is turned on, the cold air from the chamber, blowing over the excessively heated evaporator, will heat up itself and it enters the refrigerator, increasing the total temperature of the air in the chamber, which is an undesirable factor, since the chiller will have to work longer to compensate for this heat. And this leads to an increase in electricity consumption.
С другой стороны, если к очередному запрограммированному моменту включения нагревателей системы оттаивания слой инея будет очень большим, то это означает, что испаритель работал в этот момент с низкой эффективностью, поскольку большой слой инея, являясь термическим сопротивлением, не позволяет охладить проходящий через воздушный испаритель воздух до расчетной температуры. Поэтому, чтобы поддерживать заданную низкую температуру в камере при работе с испарителем с большим слоем инея, холодильная машина должна работать более длительное время, что опять ведет к нерациональным энергетическим затратам.On the other hand, if the frost layer is very large by the next programmed moment of turning on the defrosting system heaters, this means that the evaporator was operating at this moment with low efficiency, since the large layer of frost, being a thermal resistance, does not allow cooling the air passing through the air evaporator to the calculated temperature. Therefore, in order to maintain a predetermined low temperature in the chamber when working with an evaporator with a large layer of hoarfrost, the chiller must operate for a longer time, which again leads to irrational energy costs.
Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, а именно снижение энергозатрат и сокращение времени оттаивания воздухоохладителей при работе холодильной установки.The aim of the present invention is to remedy these disadvantages, namely, reducing energy consumption and reducing the time of thawing of air coolers during operation of the refrigeration unit.
Указанная цель достигается тем, что в межреберном пространстве воздухоохладителя создают направленный сквозной световой поток, в процессе пусконаладочных работ измеряют и фиксируют начальное значение этого светового потока после установки испарителя в холодильной камере, контролируют изменение светового потока в процессе работы воздухоохладителя в холодильной камере во время выхода ее на заданный температурный режим, визуально контролируют толщину инея в межреберном пространстве воздухоохладителя и при достижении максимально допустимой толщины слоя инея замеряют и фиксируют критическое значение светового потока, при котором во время рабочей эксплуатации воздухоохладителя осуществляют подачу тепла во внутренний объем воздухоохладителя, контролируя при этом изменение указанного светового потока, и при достижении начального значения светового потока прекращают подачу тепла.This goal is achieved by the fact that in the intercostal space of the air cooler create a directed through light stream, during commissioning, measure and record the initial value of this light stream after installing the evaporator in the refrigerator, control the change in light flux during operation of the air cooler in the refrigerator during its exit for a given temperature regime, visually control the thickness of the frost in the intercostal space of the air cooler and when it reaches the maximum Ustimov frost layer thickness is measured and fixed critical value of the luminous flux at which during a working operation of the air cooler is supplying heat to the interior of the air cooler, while controlling the change of said light flux, and when the initial value of the luminous flux of heat supply is stopped.
Технический результат при использовании предложенного способа оттаивания воздухоохладителей достигается за счет того, что в отличие от существующих в настоящее время способов оттаивания предложенный способ обладает следующими положительными свойствами:The technical result when using the proposed method for thawing air coolers is achieved due to the fact that, in contrast to the currently existing methods of thawing, the proposed method has the following positive properties:
- позволяет объективно контролировать реальную толщину слоя инея на теплообменной поверхности воздухоохладителя за счет создания и контроля направленного сквозного светового потока в межреберном пространстве воздухоохладителя, измеряя фактически сужение сквозного светового окна в межреберном пространстве испарителя по мере нарастания инея;- allows you to objectively control the actual thickness of the frost layer on the heat exchange surface of the air cooler by creating and controlling the directional through light flow in the intercostal space of the air cooler, measuring the actual narrowing of the through light window in the intercostal space of the evaporator as the frost grows;
- измерение начального светового потока в процессе пусконаладочных работ позволяет зафиксировать и ввести в таймер контроллера системы оттаивания значение светового потока, полученное на воздухоохладителе без инея, т.е. получить параметр выключения нагревателей системы оттаивания;- measurement of the initial light flux during commissioning allows you to record and enter into the timer of the defrosting system controller the value of the light flux obtained on the air cooler without frost, i.e. get the shutdown parameter of the defrosting system heaters;
- последовательность операций по контролю изменения светового потока в процессе работы воздухоохладителя при выходе камеры на заданный температурный режим, визуального определения максимально-допустимой толщины инея в межреберном пространстве испарителя позволяют объективно оценивать количество инея, а измерение и фиксация значения светового потока при максимально-допустимой толщине инея, позволяет получить и ввести в таймер контроллера системы оттаивания критическое значение светового потока, при котором нагреватели системы оттаивания должны включаться, т.е. получить объективный параметр включения нагревателей системы оттаивания.- the sequence of operations to control the change in light flux during operation of the air cooler when the chamber reaches a predetermined temperature mode, visually determine the maximum permissible thickness of hoarfrost in the intercostal space of the evaporator allows you to objectively evaluate the amount of hoarfrost, and measuring and fixing the value of the light flux at the maximum permissible thickness of hoarfrost , allows to obtain and enter into the timer of the defrosting system controller the critical value of the light flux at which the heaters of the Aivations should be included, i.e. get an objective parameter for turning on the heaters of the defrosting system.
Реализацию предложенного способа рассмотрим на примере оттаивания воздухоохладителей с теплообменным блоком из набора плоскопараллельных пластин, через которые перпендикулярно проходят трубы и нагревательные элементы. При этом расстояние между пластинами (ребрами) составляет 12 мм, что общепринято для низкотемпературных воздухоохладителей, работающих при температуре ниже минус 20°C.We will consider the implementation of the proposed method by the example of thawing air coolers with a heat exchange unit from a set of plane-parallel plates through which pipes and heating elements pass perpendicularly. The distance between the plates (ribs) is 12 mm, which is common for low-temperature air coolers operating at temperatures below minus 20 ° C.
Схематично реализация заявленного способа оттаивания может быть проиллюстрирована с помощью фиг.1, 1а, 2, 2а и 3. где цифрами обозначены:Schematically, the implementation of the claimed method of thawing can be illustrated using figures 1, 1a, 2, 2a and 3. where the numbers denote:
1 - трубки для хладагента1 - refrigerant pipes
2 - пластины оребрения2 - fins
3 - нагревательные элементы3 - heating elements
4 - источник светового потока4 - light source
5 - датчик измерения интенсивности светового потока5 - light intensity measurement sensor
6 - иней в межреберном пространстве6 - frost in the intercostal space
Для реализации данного способа в межреберном пространстве воздухоохладителя между трубками для хладагента 1, пластинами оребрения 2 и нагревательными элементами 3 в прямой видимости создается направленный сквозной световой поток от источника светового потока 4, например, светодиода, с одной стороны воздухоохладителя, до фотоприемника 5 с противоположной стороны. Пользуясь рекомендациями, изложенными в справочнике Л.Г.Каплана, выбираем критическую толщину инея на ребрах воздухоохладителя 2 мм, при которой необходимо включение нагревательных элементов системы оттаивания.To implement this method in the intercostal space of the air cooler between the tubes for refrigerant 1, the fins 2 and the heating elements 3 in direct visibility creates a direct through light stream from the
После монтажа воздухоохладителя в холодильной камере с установленными в межреберном пространстве источником светового потока 4 и датчиком измерения интенсивности светового потока 5 в процессе пусконаладочных работ включают источник светового потока 4 и измеряют интенсивность падающего на датчик 5 потока, принимая это значение за начальное Е нач. Это значение светового потока, при котором нужно выключать систему оттаивания воздухоохладителя. После чего включают холодильную установку и выводят камеру на заданный температурный режим. Допустим, в камере хранения замороженных продуктов требуется поддерживать температуру воздуха минус 24°C. При работе холодильной установки воздух в камере, периодически проходя через воздухоохладитель, постепенно охлаждается до этой температуры. Внутри трубок течет и кипит хладагент с температурой на 5-7°С ниже. В процессе работы воздухоохладителя при прохождении воздуха в межтрубном пространстве на трубках и пластинах оребрения постепенно начинает образовываться иней за счет конденсации и замерзания влаги из воздуха камеры. При работе воздухоохладителя на этапе пусконалодочных работ визуально контролируют толщину намерзания инея в межреберном пространстве воздухоохладителя и при достижении максимально допустимой толщины инея в межреберном пространстве измеряют и фиксируют датчиком 5 значение интенсивности светового потока Екрит. Фактически контролируют процесс зарастания инеем межреберного просвета в воздухоохладителе. После чего вводят в контроллер холодильной установки полученное значение Екрит., при котором контроллер выдает сигнал на выключение холодильной установки и начало процесса оттаивания, а также вводят начальное значение Енач., при котором процесс оттаивания должен закончиться, т.е. система оттаивания должна быть выключена, а в работу включается холодильная установка. После этого процесс пусконаладки можно считать завершенным и холодильная установка включается в режим рабочей эксплуатации.After installing the air cooler in the refrigerator with the
На фиг.3. условно показаны график изменения интенсивности светового потока воздухоохладителя и циклограмма его оттаивания при работе холодильной установки с разной загруженной продукцией. Например, первый цикл работы холодильной установки включает загрузку продукции в камеру, при которой в камеру через открытые двери и с продукцией поступает много влаги и время работы характеризуется интервалом времени Δτ1, при котором контролируемая интенсивность светового потока снижается с Енач. до Екрит., после чего включается система оттаивания воздухоохладителя. Оттаивание продолжается период Δτo, после чего продукция хранится в закрытой камере и поэтому процесс намораживания инея идет медленнее, о чем свидетельствует больший рабочий интервал Δτ2, после чего снова автоматически идет цикл оттаивания Δτо. Следующий процесс - выгрузка продукции из камеры. В этом случае воздухообмен между камерой и окружающим пространством всегда большой, поэтому наморозка инея идет быстрее всего. При этом время работы холодильной установки Δτ3 между периодами оттаивания уменьшается. При таком способе время оттаивания будет практически всегда постоянным.In figure 3. graphically shows a graph of the intensity of the luminous flux of the air cooler and the cyclogram of its thawing during operation of the refrigeration unit with different loaded products. For example, the first cycle of a refrigeration unit includes loading products into the chamber, in which a lot of moisture enters the chamber through open doors and with the products and the operating time is characterized by a time interval Δτ 1 , at which the controlled light flux decreases from Enach. before Ekrit., after which the defrosting system of the air cooler is turned on. Defrosting continues the period Δτ o , after which the products are stored in a closed chamber and therefore the process of freezing hoarfrost is slower, as evidenced by the longer working interval Δτ 2 , after which the defrost cycle Δτ о again automatically goes. The next process is the unloading of products from the chamber. In this case, the air exchange between the camera and the surrounding space is always large, so frost frost is the fastest. In this case, the operating time of the refrigeration unit Δτ 3 between the periods of thawing is reduced. With this method, the thawing time will be almost always constant.
Основным преимуществом данного способа является снижение затрат энергии на процесс оттаивания воздухоохладителей, поскольку при реализации способа воздухоохладитель работает с высокой эффективностью (от 100% в начальный период цикла после оттаивания и до 75%, когда толщина инея на ребрах составит 2 мм).The main advantage of this method is the reduction of energy costs for the thawing process of air coolers, because when implementing the method, the air cooler works with high efficiency (from 100% in the initial period of the cycle after thawing and up to 75% when the thickness of the frost on the ribs is 2 mm).
Учитывая, что мощность нагревателей системы оттаивания составляет от киловатт для малых холодильных систем (прилавки, лари, маленькие холодильные камеры) до десятков киловатт для холодильных камер крупных супермаркетов и холодильных распределительных терминалов, экономия энергетических затрат может значительно снизить стоимость эксплуатационных затрат, связанных с работой холодильных установок с воздухоохладителями.Considering that the capacity of defrosting system heaters ranges from kilowatts for small refrigeration systems (counters, chests, small refrigerators) to tens of kilowatts for refrigerators in large supermarkets and refrigeration distribution terminals, energy savings can significantly reduce the cost of operating costs associated with the operation of refrigeration units with air coolers.
Кроме того, при таком способе оттаивания отпадает необходимость в термореле выключения системы оттаивания, поскольку выключение обеспечивает контроллер при достижении измеряемым световым потоком начального значения.In addition, with this method of defrosting, there is no need for a thermal relay to turn off the defrosting system, since the controller provides shutdown when the measured light flux reaches the initial value.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011141540/13A RU2476786C1 (en) | 2011-10-14 | 2011-10-14 | Method to defrost air cooler of refrigerating plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011141540/13A RU2476786C1 (en) | 2011-10-14 | 2011-10-14 | Method to defrost air cooler of refrigerating plant |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2476786C1 true RU2476786C1 (en) | 2013-02-27 |
Family
ID=49121560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011141540/13A RU2476786C1 (en) | 2011-10-14 | 2011-10-14 | Method to defrost air cooler of refrigerating plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2476786C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU418689A1 (en) * | 1972-01-05 | 1974-03-05 | ||
| SU922457A1 (en) * | 1980-06-09 | 1982-04-23 | Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Компрессорного И Холодильного Машиностроения | Compression machine air cooler thawing method |
| RU2064636C1 (en) * | 1994-02-28 | 1996-07-27 | Акционерное общество "Модульные технологические конструкции" | Method of defrosting evaporator of refrigerating machine |
| EP1182410B1 (en) * | 2000-08-24 | 2006-06-14 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Refrigerator and method of controlling the same |
| JP2009144951A (en) * | 2007-12-13 | 2009-07-02 | Fuji Koki Corp | Defrosting operation control device for refrigerating-freezing device and its method |
-
2011
- 2011-10-14 RU RU2011141540/13A patent/RU2476786C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU418689A1 (en) * | 1972-01-05 | 1974-03-05 | ||
| SU922457A1 (en) * | 1980-06-09 | 1982-04-23 | Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Компрессорного И Холодильного Машиностроения | Compression machine air cooler thawing method |
| RU2064636C1 (en) * | 1994-02-28 | 1996-07-27 | Акционерное общество "Модульные технологические конструкции" | Method of defrosting evaporator of refrigerating machine |
| EP1182410B1 (en) * | 2000-08-24 | 2006-06-14 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Refrigerator and method of controlling the same |
| JP2009144951A (en) * | 2007-12-13 | 2009-07-02 | Fuji Koki Corp | Defrosting operation control device for refrigerating-freezing device and its method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Melo et al. | An experimental study on defrost heaters applied to frost-free household refrigerators | |
| CN106766532B (en) | Constant temperature refrigerator and its control method | |
| CN104964506B (en) | A kind of refrigerator for carrying defrosting room | |
| CN106403426A (en) | System and method of controlling refrigerator and freezer units to reduce consumed energy | |
| KR20160118748A (en) | Method for controlling defrost period by temperature difference of evaporator inlet/outlet and system using thereof | |
| Tassou et al. | Frost formation and defrost control parameters for open multideck refrigerated food display cabinets | |
| CN106288612A (en) | A kind of defrost energy-saving control method of wind cooling refrigerator | |
| KR101269068B1 (en) | Controll method middle and small sized cold storage room | |
| JP2009144951A (en) | Defrosting operation control device for refrigerating-freezing device and its method | |
| Tassou et al. | Influence of supermarket environmental parameters on the frosting and defrosting of vertical multideck display cabinets | |
| JP5313813B2 (en) | refrigerator | |
| JP2009092371A (en) | Chiller | |
| JP6783095B2 (en) | Frozen / refrigerated showcase | |
| RU2476786C1 (en) | Method to defrost air cooler of refrigerating plant | |
| JP2019039586A (en) | refrigerator | |
| RU2655732C1 (en) | Energy-saving refrigeration unit with combined natural and artificial cold accumulator for livestock farms | |
| Citarella et al. | Defrosting frequency optimization in a cooling system: Minimization of energy consumption vs reduction of the number of on/off cycles per hour. Definition of a methodology and assessment of commercial methods based on experiments | |
| Kim et al. | Experimental study on high performance defrosting heater for household refrigerator | |
| JP5534789B2 (en) | Cooling system | |
| EP3851775B1 (en) | Method of defrosting a freezer cabinet | |
| Yang et al. | Experimental study on a new finned tube defrosting heater for household frost-free refrigerators | |
| Knabben et al. | An Experimental Study on the Effect of a new Defrosting Strategy on the Energy Consumption of Household Refrigerators | |
| EA012195B1 (en) | Device for deicing for an air-cooler for the refrigerated showcase of shop equipment | |
| KR101069159B1 (en) | Frost-proof type refrigeration system | |
| JP2019054983A (en) | Freezing-refrigeration showcase |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161015 |