用于冷风机的按需融霜方法

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2024-03-12 16:50:05

权利要求书： 1.一种用于冷风机的按需融霜方法，其特征在于，该按需融霜方法的步骤为，S1、在翅片上安装厚度传感器、在吸风罩内安装风压传感器、在翅片表面安装温度传感器、在冷风机回气管内安装压力传感器；

S2、在控制冷风机的PLC系统内设置霜层厚度阈值、吸风罩内的风压阈值、翅片表面的温度阈值以及回气管内的压力阈值；

S3、厚度传感器检测霜层的实时厚度并与霜层厚度阈值进行对比，风压传感器检测吸风罩内的实时风压并与风压阈值进行对比，温度传感器检测翅片表面的实时温度并与温度阈值进行对比，压力传感器检测回气管内的实时压力并与压力阈值进行对比；

S4、当检测到实时风压小于风压阈值时，延时启动融霜程序；当在延时过程中检测到实时厚度大于或者等于霜层厚度阈值、实时温度大于或等于温度阈值以及实时压力小于或者等于压力阈值中至少一个条件满足时，立即启动融霜程序；

S5、厚度传感器、温度传感器以及压力传感器继续检测，当实时温度降低至温度阈值、实时厚度为0mm以及实时压力升高至压力阈值中的至少两个条件满足时，则停止融霜程序。

2.根据权利要求1所述的用于冷风机的按需融霜方法，其特征在于，所述的步骤S4中延时启动融霜程序中延时的时间为180s。

3.根据权利要求1所述的用于冷风机的按需融霜方法，其特征在于，所述的步骤S3中的霜层厚度阈值从1mm～3mm中选取。

4.根据权利要求1所述的用于冷风机的按需融霜方法，其特征在于，所述的步骤S3中的风压阈值的选取方法为以翅片表面的结霜厚度变化对风压进行检测并记录检测数据进行分析，之后形成霜层厚度?风压变化曲线，从霜层厚度?风压变化曲线中选取风压变化较大的临界点为风压阈值。

5.根据权利要求1所述的用于冷风机的按需融霜方法，其特征在于，所述的步骤S3中的温度阈值的选取方法为以在各个温度下不同霜层厚度所需的融霜时间进行检测并记录检测数据进行分析，之后形成若干同一温度下的霜层厚度?融霜时间变化曲线，对比若干霜层厚度?融霜时间变化曲线选择同一霜层厚度下融霜时间最短的温度值为温度阈值。

6.根据权利要求1所述的用于冷风机的按需融霜方法，其特征在于，所述的步骤S3中的压力阈值的选取方法为以翅片表面的结霜厚度变化对回气管内的压力进行检测并记录检测数据进行分析，之后形成霜层厚度?压力变化曲线，从霜层厚度?压力变化曲线中选取压力变化较大的临界点为压力阈值。

7.根据权利要求4?6中任意一项所述的用于冷风机的按需融霜方法，其特征在于，所述霜层厚度从0mm～3mm，并以霜层厚度每增加0.5mm进行一次检测。

说明书：一种用于冷风机的按需融霜方法技术领域[0001] 本发明涉及制冷技术领域，尤其是涉及冷库使用的一种用于冷风机的按需融霜方法。

背景技术[0002] 冷风机作为制冷系统与冷库直接进行热交换的设备，它的换热性能的优劣直接影响冷库的正常稳定使用。现阶段，国内外换热器生产厂家通过改进加工工艺，升级制造设备

等办法基本上已经解决了由于管翅接触不紧密、翅片表面油污等原因造成的导热系数降低

现象。但是冷风机在使用过程中，当冷库内温度较低时，冷风机表面凝结的霜无法有效去

除，会在其翅片表面越积越厚，霜层增加了传热热阻，导致冷风机换热性能越来越差，及时

有效的除霜能保证制冷系统稳定运行及库温恒定。

[0003] 目前，经常采用除霜方式为水冲霜、热气化霜以及电化霜，而水冲霜在低温冷库中使用较为不便，即消耗大量水资源，还容易引起冲排水管冰堵，热气化霜与电化霜均是往冷

风机内输送热量，将霜融化，对冷库的使用而言，往库内输送的热量后期都需要通过制冷将

其排出库外；大多数的融霜基本以统计运行时间及温度控制或者时间控制为主，即运行一

定时间强制融霜，融霜时间长短通过设定固定的时间或者通过温度传感器进行控制，这样

的控制方式既不准也不节能，而且极易出现化霜时间过长造成冷风机温度升高，库温波动

太大，或者融霜不彻底，冷风机进风口霜堵等情况发生，所以有效而精准的融霜是降低冷库

能耗的直接有效的手段。

发明内容[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种能够精准控制融霜温度、时间的用于冷风机的按需融霜方法。

[0005] 本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种用于冷风机的按需融霜方法，该按需融霜方法的步骤为，

[0006] S1、在翅片上安装厚度传感器、在吸风罩内安装风压传感器、在翅片表面安装温度传感器、在冷风机回气管内安装压力传感器；

[0007] S2、在控制冷风机的PLC系统内设置霜层厚度阈值、吸风罩内的风压阈值、翅片表面的温度阈值以及回气管内的压力阈值；

[0008] S3、厚度传感器检测霜层的实时厚度并与霜层厚度阈值进行对比，风压传感器检测吸风罩内的实时风压并与风压阈值进行对比，温度传感器检测翅片表面的实时温度并与

温度阈值进行对比，压力传感器检测回气管内的实时压力并与压力阈值进行对比；

[0009] S4、当检测到实时风压小于风压阈值时，延时启动融霜程序；当在延时过程中检测到实时厚度大于或者等于霜层厚度阈值、实时温度大于或等于温度阈值以及实时压力小于

或者等于压力阈值中至少一个条件满足时，立即启动融霜程序；

[0010] S5、厚度传感器、温度传感器以及压力传感器继续检测，当实时温度降低至温度阈值、实时厚度为0mm以及实时压力升高至压力阈值中的至少两个条件满足时，则停止融霜程

序。

[0011] 进一步具体的，所述的步骤S4中延时启动融霜程序中延时的时间为180s。[0012] 进一步具体的，所述的步骤S3中的霜层厚度阈值从1mm～3mm中选取。[0013] 进一步具体的，所述的步骤S3中的风压阈值的选取方法为以翅片表面的结霜厚度变化对风压进行检测并记录检测数据进行分析，之后形成霜层厚度?风压变化曲线，从霜层

厚度?风压变化曲线中选取风压变化较大的临界点为风压阈值。

[0014] 进一步具体的，所述的步骤S3中的温度阈值的选取方法为以在各个温度下不同霜层厚度所需的融霜时间进行检测并记录检测数据进行分析，之后形成若干同一温度下的霜

层厚度?融霜时间变化曲线，对比若干霜层厚度?融霜时间变化曲线选择同一霜层厚度下融

霜时间最短的温度值为温度阈值。

[0015] 进一步具体的，所述的步骤S3中的压力阈值的选取方法为以翅片表面的结霜厚度变化对回气管内的压力进行检测并记录检测数据进行分析，之后形成霜层厚度?压力变化

曲线，从霜层厚度?压力变化曲线中选取压力变化较大的临界点为压力阈值。

[0016] 进一步具体的，所述霜层厚度从0mm～3mm，并以霜层厚度每增加0.5mm进行一次检测。

[0017] 本发明的有益效果是：按需融霜方法的冷风机集制冷控制与融霜控制于一体，科学有效的控制冷风机的制冷及化霜周期，有效的节省冷库运行成本，其通过综合冷风机吸

风罩内压力波动情况、电容式霜层厚度传感器检测霜层厚度情况及蒸发器管内压力波动情

况，准确判断出冷风机所需除霜的时间切入点，进行功能转换，将制冷模式转换到化霜模

式；同时通过温度传感器检测翅片表面温度，电容式霜层厚度传感器及蒸发管内压力情况，

确定融霜结束点，防止融霜不彻底或过融霜的情况出现，确保冷风机按需融霜，提高冷风机

运行的经济性。

附图说明[0018] 图1是本发明的流程控制图。具体实施方式[0019] 下面结合附图对本发明作详细的描述。[0020] 在对冷风机内按需融霜进行设计时，需要根据冷风机的具体情况来确定，由于各种型号的冷风机不同，其融霜需要的切入点均不同，故需要根据霜层厚度、吸风罩内的风

压、翅片表面温度以及冷风机回气管内的压力四个参数进行检测并选择合适的切入点以及

合适的检测位置。

[0021] 首先，对需要融霜的霜层厚度选择一霜层厚度阈值，当霜层的厚度到达该霜层厚度阈值时即开始进行融霜操作，霜层厚度阈值的选择为1mm～3mm，经过若干次试验后，得到

试验数据为，当翅片片距为4mm时，霜层厚度阈值选择1mm，当翅片片距为7mm时，霜层厚度阈

值选择为1.5mm，当翅片片距为10mm时，霜层厚度阈值选择在2mm～2.5mm之间。

[0022] 其次，对需要融霜的风压选择一风压阈值，随着霜层厚度增加，风的阻力相应增大，吸风罩内的风压会逐渐降低，而当风压降低到风压阈值即认为需要进行融霜，霜层厚度

的最大值在1mm～3mm之间进行选择，在本方案中霜层厚度的最大值为2mm，经测试，施乐百

FN050?D的风机装在某型号冷风机上，风机启动，在结霜层达到2mm后风压降低约80Pa；风

压阈值的选择为以翅片表面的结霜厚度变化对风压进行检测并记录检测数据进行分析，之

后形成霜层厚度?风压变化曲线，从霜层厚度?风压变化曲线中选取风压变化较大的临界点

为风压阈值；霜层厚度变化从0mm～2mm，每增加0.5mm即进行一次风压的检测；由于风压的

检测位置不同，从而导致霜层厚度?风压变化曲线不同，风压阈值也会不同，进行试验选择

合适的检测位置以及风压阈值。

[0023] 之后，对需要融霜的翅片表面温度选择一温度阈值，随着霜层厚度增加，翅片与空气之间传热的热阻增大，导致翅片表面的温度升高，当升高到温度阈值时即需要进行融霜，

在本案中霜层厚度的最大值选择2mm；温度阈值的选取方法为以在各个温度下不同霜层厚

度所需的融霜时间进行检测并记录检测数据进行分析，之后形成若干同一温度下的霜层厚

度?融霜时间变化曲线，对比若干霜层厚度?融霜时间变化曲线选择同一霜层厚度下融霜时

间最短的温度值为温度阈值；霜层厚度变化从0mm～2mm，在同一温度下每增加0.5mm即进行

融霜时间检测；由于温度的检测位置不同，从而导致不同温度下的霜层厚度?融霜时间变化

曲线不同，温度阈值也会不同，进行试验选择合适的检测位置以及温度阈值。

[0024] 最后，对需要融霜的冷风机回气管内的压力选择一压力阈值，随着霜层厚度的增加，制冷剂在换热管内换热效果变差，制冷剂蒸发量减少，检测到回气管内的压力降低，当

降低到压力阈值即需要进行融霜，在本案中霜层厚度的最大值选择2mm；压力阈值的选取方

法为以翅片表面的结霜厚度变化对回气管内的压力进行检测并记录检测数据进行分析，之

后形成霜层厚度?压力变化曲线，从霜层厚度?压力变化曲线中选取压力变化较大的临界点

为压力阈值；霜层厚度变化从0mm～2mm，每增加0.5mm即进行一次压力的检测；由于压力的

检测位置不同，从而导致霜层厚度?压力变化曲线不同，压力阈值也会不同，进行试验选择

合适的检测位置以及压力阈值。

[0025] 在上述检测位置及相应阈值选择完成后，可以通过按需进行融霜操作，如图1所示该按需融霜方法的步骤为：

[0026] S1、根据上述方式，在翅片选择合适的检测位置安装厚度传感器、在吸风罩内选择合适的检测位置安装风压传感器、在翅片表面选择合适的检测位置安装温度传感器、在冷

风机回气管内选择合适的检测位置安装压力传感器；厚度传感器选择电容式霜层厚度传感

器，其原理基于电容变化而测量霜层厚度的传感器，收集测量数据，确定电容变化与霜层厚

度的关系。

[0027] S2、根据上述方式，在控制冷风机的PLC系统内设置合适的霜层厚度阈值、吸风罩内合适的风压阈值、翅片表面合适的温度阈值以及回气管内合适的压力阈值。

[0028] S3、在冷风机内对四个参数进行采集并将采集到的参数信号传输至PLC系统内进行对比判断，厚度传感器检测霜层的实时厚度并与霜层厚度阈值进行对比，风压传感器检

测吸风罩内的实时风压并与风压阈值进行对比，温度传感器检测翅片表面的实时温度并与

温度阈值进行对比，压力传感器检测回气管内的实时压力并与压力阈值进行对比。

[0029] S4、当检测到实时风压小于风压阈值时，延时180s后启动融霜程序；而当在延时过程中检测到实时厚度大于或者等于霜层厚度阈值、实时温度大于或等于温度阈值以及实时

压力小于或者等于压力阈值中至少一个条件满足时，不再延时立即启动融霜程序对霜层进

行融霜操作。

[0030] S5、在融霜程序运行的过程中，厚度传感器、温度传感器以及压力传感器继续检测，其检测的间隔时间可以在PLC系统内进行设置，当实时温度降低至温度阈值、实时厚度

为0mm以及实时压力升高至压力阈值中的至少两个条件满足时，则说明霜层已经完全融化，

停止融霜程序。

[0031] 综上，通过试验得到的相应数据进行分析，选择合适的用于检测霜层厚度的位置以及霜层厚度阈值，选择合适的风压检测位置以及风压阈值，选择合适的温度检测位置以

及温度阈值，选择合适的压力检测位置及压力阈值，并输入至PLC系统内，通过设置用于检

测上述四个参数的传感器得到相应的实时数据并与相应阈值进行对比分析，通过判断内置

的开启融霜及停止融霜条件进行相应的控制操作，科学有效的控制冷风机的制冷及化霜周

期，有效的节省冷库运行成本，准确判断出冷风机所需除霜的时间切入点，进行功能转换，

将制冷模式转换到化霜模式；同时确定融霜结束点，防止融霜不彻底或过融霜的情况出现，

确保冷风机按需融霜，提高冷风机运行的经济性。

[0032] 需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，

均仍属于本发明技术方案的范围内。