通过使用空气温度测量来终止蒸发器除霜的方法技术

披露了一种用于终止蒸发器(104)除霜的方法。该蒸发器(104)是蒸气压缩系统(100)的一部分。该蒸气压缩系统(100)进一步包括压缩机单元(101)、排热换热器(102)、以及膨胀装置(103)。该压缩机单元(101)、该排热换热器(102)、该膨胀装置(103)、以及该蒸发器(104)被布置在制冷剂路径中，并且空气流流过该蒸发器(104)。当冰积聚在该蒸发器(104)上时，该蒸气压缩系统(100)以除霜模式运行。至少一个温度传感器(305)监测离开该蒸发器(104)的空气的温度T

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过使用空气温度测量来终止蒸发器除霜的方法
本专利技术涉及一种通过监测离开蒸发器的空气的至少一个温度来终止蒸发器除霜的方法。当所监测的温度的变化速率接近零时，终止除霜。
技术介绍
比如制冷系统、热泵或空调系统等蒸气压缩系统通常受到控制以便以尽可能节能的方式提供所需的冷却能力或加热能力。在某些场景下，蒸气压缩系统的运行可能变得能效低，并且系统可能甚至变得不稳定或系统可能变得不能提供所需的冷却能力或加热能力。特别地，在蒸气压缩系统(比如带冷却室的制冷系统)运行期间，冰或霜将沉积在蒸发器的热传递表面上。即，冷却室中的水分凝结导致冰在制冷系统中的蒸发器上随时间积聚。堆积的冰会扰乱系统内部的空气循环。这导致冷却效率的降低，并且因此对热传递性能产生负面影响。在系统的冷却效率明显降低之前，必须先识别堆积的霜和冰。一旦识别出霜和冰，将启动除霜并且冰将开始融化。在除霜期间，加热蒸发器以融化堆积的冰。出于多种原因，期望该除霜模式持续的时间尽可能短。原因之一也是能效和能耗。另外，期望冷却室中包含的物品几乎所有时间都被冷却。因此，在最佳情况下，所有的冰和霜融化后，应立即终止除霜。在商用制冷系统中，典型地在除霜启动后的预定时间段之后终止除霜。在一个示例中，该预定时间段可能不足以进行完全除霜，并且系统在蒸发器上可能具有残留的冰。在另一示例中，预定时间段可能比进行完全除霜所需的时间长，并且在这种情况下，除霜消耗了过多的能量，导致系统处于非最佳条件的时间段太长。在又一个示例中，可以对系统进行编程以在蒸发器内部达到一定温度时终止除霜。就蒸发器的完全除霜而言，这种方法可能也不是最佳的，因为蒸发器的某些部分可能仍残留有冰。残留的冰会影响系统的运行并且使得在除霜后本应处于高水平的性能有所降低。此外，残留的冰可能加速新冰层的积聚。US2012/0042667披露了一种用于终止制冷单元的除霜功能的设备和方法。制冷单元包括：蒸发器；温度传感器，该温度传感器用于在除霜功能期间测量蒸发器的温度；以及控制器，该控制器被配置成计算温度变化的速率，并且当该速率满足特定标准(比如预定速率)、或该速率在蒸发器温度升高到水的凝固点以上之后急剧增加时终止除霜功能。
技术实现思路
本专利技术的实施例的目的是提供一种以节能的方式终止蒸发器的完全除霜、从而在最佳时间段内提供完全除霜的方法。本专利技术提供了一种用于终止蒸发器除霜的方法，该蒸发器是蒸气压缩系统的一部分，该蒸气压缩系统进一步包括压缩机单元、排热换热器、以及膨胀装置，该压缩机单元、该排热换热器、该膨胀装置、以及该蒸发器被布置在制冷剂路径中，并且空气流流过该蒸发器，该方法包括以下步骤：-使该蒸气压缩系统以除霜模式运行；-通过至少一个温度传感器监测离开该蒸发器的空气的至少一个温度T空气；-监测温度T空气的变化速率；并且-当该温度T空气的变化速率接近零时，终止除霜。通过监测离开蒸发器的空气的至少一个温度，在蒸发器表面处存在冰的可能性降低。此外，只有当蒸发器的整个表面都去除了冰时，蒸发器的温度才可以稳定(即变得恒定)，并且只有在那时才会发生稳定的对流。当监测离开蒸发器的空气的至少一个温度的变化速率时，一旦从蒸发器上去除了所有的冰，就可以终止除霜。该蒸气压缩系统包括蒸发器、压缩机单元、排热换热器、以及膨胀装置。可以存在多于一个蒸发器和多于一个膨胀装置。该压缩机单元可以包括一个或多个压缩机。在本文的上下文中，术语“蒸气压缩系统”应当被解释为意指以下任何系统：其中流体介质流(比如制冷剂)循环并且被交替地压缩和膨胀，由此提供对一定体积的制冷或加热。因此，该蒸气压缩系统可以是制冷系统、空调系统、热泵等。蒸发器被布置在制冷剂路径中。制冷剂的液态部分在蒸发器中蒸发，同时在制冷剂与周围环境或流过蒸发器的辅助流体流之间发生热交换，使得热量被穿过蒸发器的制冷剂吸收。压缩机单元接收来自蒸发器的制冷剂。然后，制冷剂通常呈气相，压缩机单元将该制冷剂压缩并且将该制冷剂进一步供应至排热换热器。排热换热器可以例如呈冷凝器的形式或呈气体冷却器的形式，在该冷凝器中制冷剂至少部分地冷凝，在该气体冷却器中制冷剂被冷却、但是保持呈气态或跨临界状态。排热换热器也被布置在制冷剂路径中。膨胀装置可以例如呈膨胀阀的形式。膨胀装置被布置在制冷剂路径中，从而向一个或多个蒸发器供应制冷剂。在比如制冷系统、空调系统、热泵等蒸气压缩系统中，流体介质(比如，制冷剂)交替地借助于一个或多个压缩机进行压缩以及借助于一个或多个膨胀装置进行膨胀，并且在一个或多个排热换热器(例如，呈冷凝器或气体冷却器的形式)中以及一个或多个吸热换热器(例如，呈蒸发器的形式)中发生流体介质与周围环境之间的热交换。根据本专利技术，该蒸气压缩系统在除霜模式下运行。启动除霜模式以去除蒸发器上的任何堆积的霜或冰。除霜模式可以在必要时(即，当堆积冰霜达到预定水平时)启动，或者替代性地根据预定义的时间表启动。当在除霜模式下运行时，蒸发器被加热，因此在该蒸发器上形成的任何霜或冰都会融化。可以通过蒸发器入口将热气体注入蒸发器来执行对蒸发器的加热。替代性地，可以以另一种方式加热蒸发器，比如借助于电加热器。在除霜期间，至少一个温度传感器监测离开蒸发器的空气的温度。可以在除霜模式开始时监测该至少一个温度。替代性地，可以在除霜模式启动一段时间后开始监测至少一个温度，因为在除霜的初始阶段，冰不会被融化，而能量可能耗费在加热蒸发器本身上。优选地，一旦蒸发器及其管被加热，仅在几分钟后就可以监测至少一个温度。当开始除霜循环时，将可能在温度随时间变化时存在大的阶跃。可能并不需要分析此阶跃。因此，为了更快地执行信号处理，延迟记录温度可能是有用的。在除霜期间，可以随时间连续监测至少一个温度。替代性地，可以以一定的频率间歇性地测量至少一个温度。至少一个温度传感器可以被放置在蒸发器的附近，即在可以记录空气温度的瞬态行为的该蒸发器的空气入口和/或空气出口上。以这种方式，测量离开蒸发器的空气的温度。在温度测量期间，可以关闭蒸发器的风扇。所测得的温度可以被传送到控制整个蒸气压缩系统运行的控制单元或处理器。空气温度T空气的变化速率例如借助于上述控制单元或处理器来监测。通过监测空气温度的变化速率，可以分析空气温度的动态行为并且可以确定蒸发器的稳态条件。典型地，在除霜开始时，离开蒸发器的空气的温度可能会迅速上升。取决于霜或冰的量，温度T空气达到稳态所需的时间段可能是不同的并且可能长达60分钟。典型地，这个时间段在15与30分钟之间。替代性地，可以例如借助于控制单元或处理器来监测所测得的温度T空气变化。在又另一个替代方案中，可以监测变化速率和变化的混合，以确定蒸发器的稳态。当霜和冰从蒸发器融化时，可以使温度T空气稳定并且达到指示稳态条件的恒定值。由于测量中的噪声，空气温度可能会出现小波动。当温度T空气具有恒定值时，即达到稳态条件时，温度的变化速率将为零。当T空气的变化速率接近零时，蒸发器以当其表面没有冰或霜时预期的方式运行。因此，温度T空气没有变化表明所有的冰或霜已经被去除并且没本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于终止蒸发器(104)除霜的方法，该蒸发器(104)是蒸气压缩系统(100)的一部分，该蒸气压缩系统(100)进一步包括压缩机单元(101)、排热换热器(102)、以及膨胀装置(103)，该压缩机单元(101)、该排热换热器(102)、该膨胀装置(103)、以及该蒸发器(104)被布置在制冷剂路径中，并且空气流流过该蒸发器(104)，该方法包括以下步骤：/n-使该蒸气压缩系统(100)以除霜模式运行；/n-通过至少一个温度传感器(305)监测离开该蒸发器(104)的空气的至少一个温度T

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180622 EP 18179425.61.一种用于终止蒸发器(104)除霜的方法，该蒸发器(104)是蒸气压缩系统(100)的一部分，该蒸气压缩系统(100)进一步包括压缩机单元(101)、排热换热器(102)、以及膨胀装置(103)，该压缩机单元(101)、该排热换热器(102)、该膨胀装置(103)、以及该蒸发器(104)被布置在制冷剂路径中，并且空气流流过该蒸发器(104)，该方法包括以下步骤：
-使该蒸气压缩系统(100)以除霜模式运行；
-通过至少一个温度传感器(305)监测离开该蒸发器(104)的空气的至少一个温度T空气，
-监测温度T空气的变化速率；并且
-当该温度T空气的变化速率接近零时，终止除霜。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，当该温度T空气的变化速率已经持续预定时间地小于预定阈值时，执行终止除霜的步骤。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在该除霜模式期间，将来自该压缩机单元(101)的热气体供应至该蒸发器(104)的制冷剂通道(201)。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，该热气体从顶部(301)到底部(302)逐渐加热该蒸发器(104)。

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁兹比·伊扎迪萨曼纳巴迪，卡斯滕·莫尔海德·汤姆森，
申请(专利权)人：丹佛斯有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK