一种除霜套管换热结构及其控制方法技术

本发明专利技术涉及蒸发器的结构设计领域，提供了一种除霜套管换热结构及其控制方法，包括：套管换热器，所述套管换热器包括：内管、外管和至少一个第一隔层；外管由内管和第一隔层分隔成两个传热腔；内管中填充有第一工质，传热腔中填充有第二工质；密封旋转轴，密封旋转轴设置在套管换热器的两端，用于控制套管换热器绕轴向旋转预设角度；光电加热结构，光电加热结构设置在套管换热器的一侧，用于对旋转至预设角度的套管换热器进行加热。本发明专利技术提供的除霜套管换热结构，基于本套管换热器内结构的特殊设计，避免为除霜而产生的融霜热，不会产生任何附带问题和隐患，能够减轻除霜模式时对整个制冷系统的影响。

A heat exchange structure of defrosting casing and its control method

The invention relates to the structural design field of evaporator, providing a defrosting sleeve heat exchange structure and its control method, including: a sleeve heat exchanger, the sleeve heat exchanger including: an inner tube, an outer tube and at least one first interlayer; the outer tube is divided into two heat transfer cavities by an inner tube and a first interlayer; the inner tube is filled with a first working medium, and the heat transfer cavity is filled with a second working medium; the sealing and rotating The shaft and seal rotating shaft are set at both ends of the casing heat exchanger to control the preset angle of the casing heat exchanger rotating around the axial direction; the photoelectric heating structure is set at one side of the casing heat exchanger to heat the casing heat exchanger rotating to the preset angle. The defrosting sleeve heat exchange structure provided by the invention, based on the special design of the inner structure of the sleeve heat exchanger, avoids the defrosting heat generated for defrosting, does not produce any additional problems and hidden dangers, and can reduce the influence of defrosting mode on the whole refrigeration system.

【技术实现步骤摘要】
一种除霜套管换热结构及其控制方法
本专利技术涉及蒸发器的结构设计领域，特别涉及一种除霜套管换热结构及其控制方法。
技术介绍
在冷冻冷藏装备及冷冻冷藏库内经常出现蒸发器结霜的问题，以冷库内广泛应用的氨系统为例，为了有效除霜，传统的做法是采用热氨融霜的工艺，其中由于操作繁琐复杂，制冷系统压力高，可能存在操作不当造成氨泄漏等相关安全事故，所以存在的安全隐患极大。对氨制冷系统的日常操控及维护，制冷工也要必须取得特种作业操作资格证书，日常维护或一旦泄漏时，对处理人员有很高要求。由于氨本身属于危化品，尤其当冷库制冷系统液氨量超过10吨时即视为重大危险源，国家也有非常多针对氨制冷装置或系统的法律法规和规范规程。另外氨制冷系统绝大部分设备设施为压力容器或压力管道，国家及所属地区安监局、消防局、质监局等多个部门对氨制冷系统的使用及运行有严格的要求和监控。另外如大型冷库中由于配置大面积的冷排管蒸发器，存在结霜局部不均的问题，传统的做法是一起除霜，效率低效且耗能、除霜成本高。所以目前人们急需一种能够安全、无污染且精准节能的融霜结构和方法。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题鉴于上述技术缺陷和应用需求，本申请提出一种除霜套管换热结构及其控制方法，旨在解决现有融霜过程中存在的安全、污染和能效低等问题。(二)技术方案为解决上述问题，本专利技术提供一种除霜套管换热结构，包括：套管换热器，所述套管换热器包括：内管、外管和至少一个第一隔层；所述外管由所述内管和所述第一隔层分隔成两个传热腔；所述内管中填充有第一工质，所述传热腔中填充有第二工质；密封旋转轴，所述密封旋转轴设置在所述套管换热器的两端，用于控制所述套管换热器绕轴向旋转预设角度；光电加热结构，所述光电加热结构设置在所述套管换热器的一侧，用于对旋转至所述预设角度的所述套管换热器进行加热。进一步地，所述套管换热器还包括：第二隔层；所述第二隔层与所述内管相切，沿所述外管的一侧延伸至所述外管的另一侧，在所述外管内形成绝热腔。进一步地，所述外管对应所述绝热腔的外侧设有吸热涂层。进一步地，所述套管换热器的数量为多个，多个所述套管换热器沿横向依次串接构成换热器列管。进一步地，还包括：集液管；所述集液管设置在所述换热器列管的两端。进一步地，所述换热器列管的数量为多个，多个所述换热器列管沿纵向依次并排设置，且由所述集液管连通。进一步地，所述光电加热结构包括：聚光灯底座、滑轨装置和多个聚光灯；多个所述聚光灯沿横向依次排列并固定在所述聚光灯底座上；所述滑轨装置沿横向设置在所述换热器列管的底部，以使所述聚光灯通过所述聚光灯底座可沿纵向活动。进一步地，所述内管与所述外管平行设置，且所述内管偏心设置在所述外管中。为解决上述问题，本专利技术提供一种除霜套管换热结构的控制方法，包括如下步骤：步骤S1：判断除霜套管换热结构是否需要除霜；步骤S2：若除霜套管换热结构的外径大于预设值，则选择进行整体除霜或局部除霜；步骤S3：若进行整体除霜，则从一侧的换热器列管开始，旋转整列换热器列管对应的全部套管换热器，将光电加热结构移至对应的换热器列管下方，开启光电加热结构进行除霜，除霜完毕再将套管换热器旋转至初始状态切换回正常工作模式；旋转下一整列换热器列管对应的全部套管换热器，直至对整个除霜套管换热结构进行除霜。进一步地，所述步骤步骤S3还包括：若进行局部除霜，则获取需要局部除霜的位置，将光电加热结构移至需要除霜的换热器列管下方，将需要除霜的换热器列管所对应的套管换热器旋转预设角度，开启光电加热结构中对应的聚光灯进行除霜，除霜完毕再将套管换热器旋转至初始状态切换回正常工作模式；进行下一位置的局部除霜工作。(三)有益效果本专利技术提供一种除霜套管换热结构及其控制方法，通过设置套管换热器，配合密封旋转轴和光电加热结构对套管换热器进行除霜，该除霜套管换热结构基于本套管换热器内结构的特殊设计，避免为除霜而产生的融霜热，不会产生任何附带问题和隐患，能够减轻除霜模式时对整个制冷系统的影响。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的除霜套管换热结构的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的套管换热器的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的单排排管蒸发器的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的单排排管蒸发器的整体除霜示意图；图5是本专利技术实施例提供的单排排管蒸发器的局部除霜示意图；图6是本专利技术实施例提供的除霜套管换热结构的控制方法的示意图；其中，1、外管；1a、外管内壁；2b、外管外壁；2、绝热腔；3、第一传热腔；4、最高液位线；5、第二工质；6、第二隔层；7、内管；7a、内管内壁；7b、内管外壁；8、吸热涂层；9、第二传热腔；10、第一工质；11、第一隔层；12、密封旋转轴；13、聚光灯；14、聚光灯底座；15、集液管。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供一种除霜套管换热结构，如图1和图2所示，该除霜套管换热结构包括：套管换热器、密封旋转轴12和光电加热结构。套管换热器包括：内管7、外管1和至少一个第一隔层11。外管1由内管7和第一隔层11分隔成两个传热腔，同时第一隔层11可起到支撑和稳固内管7的作用。两个传热腔分别为第一传热腔3和第二传热腔9，分别均匀设置在外管1的两侧。内管7中填充有第一工质10，传热腔中填充有第二工质5，即第一传热腔3和第二传热腔9均设有第二工质5。密封旋转轴12设置在套管换热器的两端，用于控制套管换热器绕轴向旋转预设角度，密封旋转轴12优选选为动密封旋转轴装置，让套管换热器可绕轴向180°或360°自由旋转。进一步通过沿轴心旋转180°，顺时针和逆时针的方式，改变传热腔工质与内管7和外管1的管壁接触面积，切换为除霜模式，再绕轴向旋转180°切换回正常工作模式。光电加热结构设置在套管换热器的一侧，用于对旋转至预设角度的套管换热器进行加热。其中，除霜套管换热结构对应的制冷模式和除霜模式的切换，是通过绕轴向旋转套管换热器整体180°来改变传热腔工质与内管7和外管管壁的接触与否，最终实现制冷模式和除霜模式的有效切换，其中除霜时间和频率会根据控制中心反馈和计算来实现自动调节。在制冷模式时，如图1上图所示，套管换热器依靠重力来实现调整换热量的目的，套管换热器横向水平放置。第一工质10处于内管内壁7a的底部直接与壁面接触，第二工质5处于外管1的底部，第二工质5从外管外壁1b面接触吸热，第一工质10在内管7外壁凝结放热。此时，利用密封旋转轴12控制套管换热器绕轴向旋转180°，切换到除霜模式，如图1下图所示，传热腔内工质由于重力原因，只有气相与外管内壁1a接触换热，换热效率极低且换热量也很小，热量不易从外管1传递达本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种除霜套管换热结构，其特征在于，包括：套管换热器，所述套管换热器包括：内管、外管和至少一个第一隔层；所述外管由所述内管和所述第一隔层分隔成两个传热腔；所述内管中填充有第一工质，所述传热腔中填充有第二工质；密封旋转轴，所述密封旋转轴设置在所述套管换热器的两端，用于控制所述套管换热器绕轴向旋转预设角度；光电加热结构，所述光电加热结构设置在所述套管换热器的一侧，用于对旋转至所述预设角度的所述套管换热器进行加热。

【技术特征摘要】
1.一种除霜套管换热结构，其特征在于，包括：套管换热器，所述套管换热器包括：内管、外管和至少一个第一隔层；所述外管由所述内管和所述第一隔层分隔成两个传热腔；所述内管中填充有第一工质，所述传热腔中填充有第二工质；密封旋转轴，所述密封旋转轴设置在所述套管换热器的两端，用于控制所述套管换热器绕轴向旋转预设角度；光电加热结构，所述光电加热结构设置在所述套管换热器的一侧，用于对旋转至所述预设角度的所述套管换热器进行加热。2.根据权利要求1所述的除霜套管换热结构，其特征在于，所述套管换热器还包括：第二隔层；所述第二隔层与所述内管相切，沿所述外管的一侧延伸至所述外管的另一侧，在所述外管内形成绝热腔。3.根据权利要求2所述的除霜套管换热结构，其特征在于，所述外管对应所述绝热腔的外侧设有吸热涂层。4.根据权利要求1所述的除霜套管换热结构，其特征在于，所述套管换热器的数量为多个，多个所述套管换热器沿横向依次串接构成换热器列管。5.根据权利要求4所述的除霜套管换热结构，其特征在于，还包括：集液管；所述集液管设置在所述换热器列管的两端。6.根据权利要求5所述的除霜套管换热结构，其特征在于，所述换热器列管的数量为多个，多个所述换热器列管沿纵向依次并排设置，且由所述集液管连通。7.根据权利要求6所述的除霜套管换热结构，其特征在于，所述光电加热结构包括：聚光灯底座、滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：田长青，战斌飞，周远，邵双全，张海南，刘彦杰，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11