制冷劑熱蒸氣融霜是利用壓縮機(jī)所排出的高溫過熱蒸氣作為熱源,去融化蒸發(fā)器表面的霜層。在融霜時(shí),蒸發(fā)器管時(shí)作為冷凝器,壓縮機(jī)的排氣在其中放出熱員后冷凝成為液體.而盤管外表面的霜層吸收了制冷劑放出的熱量而融化。
圖2一11(a)為一最簡單的單一蒸發(fā)器的熱氣融霜系統(tǒng)。一個(gè)旁通的電磁閥安置在壓縮機(jī)排氣和蒸發(fā)器之間,當(dāng)電磁閥打開后,從壓縮機(jī)排出的高壓高溫的熱蒸氣不經(jīng)過冷凝器而直接進(jìn)入到蒸發(fā)器。熱蒸氣在低溫的蒸發(fā)器中,放出熱量而冷凝成液體,一些冷凝的制冷劑殘留在蒸發(fā)器中,其余的制冷劑回到壓縮機(jī),由壓縮機(jī)的熱量使其蒸發(fā),并再循環(huán)至蒸發(fā)器。
這種熱氣融霜的方法,由于進(jìn)入壓縮機(jī)的是液體狀態(tài).有引起壓縮機(jī)產(chǎn)生液擊的可能。為了防止壓縮機(jī)的液擊,可采用在壓縮機(jī)的回氣管路上安裝電加熱器。通過融霜時(shí)問程序控制器可以調(diào)節(jié)為一晝夜融霜2至3次,每次融霜時(shí)間30-40min.需要融霜時(shí),程序控制器自動(dòng)切斷壓縮機(jī)與冷凝器的連接管路,同時(shí)打開通向蒸發(fā)器的電磁閥8,停止蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)。另外,在融霜循環(huán)期間,蒸發(fā)器中無液體被蒸發(fā),從壓縮機(jī)來的熱氣量將受到限制,而融霜過程中,較多的液體剩余在蒸發(fā)器中,只有較少量的制冷劑回到壓縮機(jī)再循環(huán),結(jié)果造成系統(tǒng)在蒸發(fā)器完全融霜之前就放完了熱量。為了克服上述缺點(diǎn),可采用一個(gè)再蒸發(fā)盤管,使蒸發(fā)器中的液體在進(jìn)入壓縮機(jī)之前經(jīng)再蒸發(fā)盤管使其蒸發(fā)。
圖2一11(b)所示為一具有再蒸發(fā)盤管(蓄熱器)的熱氣融霜系統(tǒng)。在正常制冷運(yùn)行時(shí),壓縮機(jī)的排氣在進(jìn)入冷凝器之前,先進(jìn)入一個(gè)蓄熱器即再蒸發(fā)器,制冷劑高溫氣體在再蒸發(fā)器中放出部分熱量后.再進(jìn)入冷凝器中冷凝。蓄熱器中儲(chǔ)存著熱量.為融霜時(shí)從蒸發(fā)器中流出的液體的蒸發(fā)提供所需的熱量。蓄熱器是傾斜安裝的,其內(nèi)部共有一個(gè)密閉的內(nèi)襯容器,容器內(nèi)充滿了不凝固的液體。當(dāng)制冷時(shí)壓縮機(jī)的排氣經(jīng)蓄熱器進(jìn)入冷凝器,使蓄熱器中的液體吸收了制冷劑的熱量而被加熱了,在冷凝器中冷凝的液體,經(jīng)過膨脹閥的節(jié)流降壓后進(jìn)入蒸發(fā)器.在蒸發(fā)器中產(chǎn)生的制冷劑蒸氣,經(jīng)氣液熱交換器和蓄熱器后被壓縮機(jī)吸入。蓄熱器同時(shí)還起到了油分離器的作用,由于傾斜安裝可以使?jié)櫥土骰貕嚎s機(jī)中。正常制冷運(yùn)行時(shí),壓縮機(jī)的吸氣可以旁通蓄熱器,此時(shí)可以在系統(tǒng)的吸氣管路布置一個(gè)電磁閥。制冷時(shí),電磁閥應(yīng)打開.使來自蒸發(fā)器的回氣旁通再蒸發(fā)盤管,以避免吸氣管中的壓力進(jìn)一步降低,及壓縮機(jī)吸氣溫度的升高。
制冷系統(tǒng)運(yùn)行一定時(shí)間后,由融霜時(shí)間程序控制器控制關(guān)閉壓縮機(jī)排氣進(jìn)入蓄熱器和冷凝器的管路,同時(shí)打開熱氣進(jìn)入蒸發(fā)器的管路電磁閥,使壓縮機(jī)的排氣進(jìn)入蒸發(fā)器中,開始融霜。同時(shí)相應(yīng)地關(guān)閉吸氣旁通管路的電磁閥,關(guān)閉蒸發(fā)器的風(fēng)扇,而使再蒸發(fā)器的風(fēng)扇開啟。在蒸發(fā)器中冷凝的液體,流經(jīng)蓄熱器(再蒸發(fā)器)中再蒸發(fā),蒸發(fā)的制冷劑蒸氣進(jìn)入壓縮機(jī)中,經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后再排至蒸發(fā)器。從蒸發(fā)器來的液態(tài)制冷劑從底部進(jìn)入蓄熱器,而進(jìn)入壓縮機(jī)的蒸氣,應(yīng)從上部引出,以免造成壓縮機(jī)的液擊。融霜時(shí)高溫的制冷劑蒸氣從蒸發(fā)器接水盤處進(jìn)入,可以使融化下來的水不結(jié)冰。
融霜結(jié)束后,融霜循環(huán)由融霜時(shí)間程序控制器或溫度控制器終止,系統(tǒng)恢復(fù)到正常制冷循環(huán),關(guān)閉壓縮機(jī)與蒸發(fā)器之間的熱氣旁通管路中的電磁閥,停止再蒸發(fā)器電扇,打開排氣通向蓄熱器與冷凝器的管路,開啟吸氣電磁閥,開啟A發(fā)器電扇。
帶蓄熱器的熱氣融霜系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是蓄熱器的制造復(fù)雜,系統(tǒng)投資增加。
圖2一12所示為通過換向閥進(jìn)行融霜的系統(tǒng)圖。制冷循環(huán)時(shí),壓縮機(jī)的排氣進(jìn)入冷凝器中.冷凝后的液體進(jìn)入貯液器,經(jīng)熱力膨脹閥節(jié)流降壓后進(jìn)入蒸發(fā)器,制冷劑吸收熱璧后的低壓蒸氣被壓縮機(jī)所吸入。融霜時(shí),通過融霜時(shí)間控制器控制四通換向閥動(dòng)作,此時(shí)制冷機(jī)工作在熱泵狀態(tài)。壓縮機(jī)的排氣從回氣管路進(jìn)入到蒸發(fā)器中(如圖中管外箭頭所示),在蒸發(fā)器中制冷劑高溫氣體放出熱最被凝結(jié)為液體,制冷劑放出的熱量使蒸發(fā)器外表面的霜層融化,凝結(jié)的制冷劑液體經(jīng)單向閥從制冷劑液體管路流到貯液器和冷凝器中.制冷劑液體在冷凝器中吸收外界環(huán)境介質(zhì)的熱量而蒸發(fā),蒸發(fā)的制冷劑蒸氣被壓縮機(jī)所吸入。在融霜時(shí)制冷系統(tǒng)完成逆向循環(huán),此時(shí)冷凝器與蒸發(fā)器的作用互換。
圖2一13為一具有液體分離器的熱氣融霖系統(tǒng)。該系統(tǒng)是一個(gè)多蒸發(fā)器的制冷組合系統(tǒng)。圖中所表示的是這些蒸發(fā)器同時(shí)進(jìn)行融霜時(shí)的融貓系統(tǒng)連接情況。系統(tǒng)中采用了一些輔助設(shè)備,如液體分離器和再生熱交換器,再生熱交換器在制冷循環(huán)時(shí)起回?zé)崞鞯淖饔谩H谒?/span>時(shí),電磁閥12開啟,壓縮機(jī)的排氣從液體管路進(jìn)入到蒸發(fā)器中,吸收了管外的熱量而冷凝為液體,從蒸發(fā)器排出的制冷劑液體,經(jīng)管路8從蒸發(fā)器的回氣管路進(jìn)入到液體分離器6,液體積存在底部,而蒸氣沿管路進(jìn)入熱交換器的蒸氣腔,液體沿排液管5經(jīng)過調(diào)節(jié)閥進(jìn)入再生熱交換器3中間部分的蒸氣腔,蒸氣經(jīng)管路進(jìn)入到壓縮機(jī)中,而液體在熱交換器及回氣管路中吸收熱量蒸發(fā),氣化以后被壓縮機(jī)所吸入。在需要融霜時(shí),時(shí)間控制器接通電磁閥,壓縮機(jī)排出的熱蒸氣的主要部分進(jìn)入兩組的第一蒸發(fā)器中,而其余的蒸氣經(jīng)過引導(dǎo)管繞過第一蒸發(fā)器,進(jìn)入第二蒸發(fā)器中。這樣可以避免進(jìn)入第二個(gè)蒸發(fā)器的制冷劑沮度較低,可以縮短融霜循環(huán)的持續(xù)時(shí)間。
對于具有多個(gè)蒸發(fā)器的制冷系統(tǒng),蒸發(fā)器還可以分別地進(jìn)行融霜,融霜運(yùn)行的蒸發(fā)器可暫時(shí)作為系統(tǒng)的冷凝器,制冷運(yùn)行的蒸發(fā)器作為正在融霜蒸發(fā)器中冷凝下來的制冷液的再蒸發(fā)器。制冷系統(tǒng)中每一個(gè)蒸發(fā)器需要融霜的時(shí)間應(yīng)相互錯(cuò)開,以使其中一個(gè)蒸發(fā)器融霜時(shí),其它蒸發(fā)器仍然正常制冷。融霜時(shí)將壓縮機(jī)排出的高壓高沮氣體旁通冷凝器,排入到需要融霜的蒸發(fā)器中,這時(shí)這個(gè)蒸發(fā)器就起到了冷凝器的作用。高沮制冷劑蒸氣在蒸發(fā)器中放出熱量,使蒸發(fā)器管外的霜層吸熱而融化.管內(nèi)制冷劑蒸氣被冷凝成為高壓液體。冷凝后的高壓液體,經(jīng)熱力膨脹閥送入到其它正在制冷的蒸發(fā)器中去。
圖2一14所示為多蒸發(fā)器制冷系統(tǒng)的熱氣融霜系統(tǒng)原理圖。圖中所示為兩臺(tái)壓縮冷凝機(jī)組分別與兩個(gè)蒸發(fā)器相連接的系統(tǒng),系統(tǒng)中除了制冷循環(huán)所需的基本熱交換器以外,還增加了兩個(gè)附加熱交換器。兩臺(tái)制冷機(jī)通過附加的熱交換器取得相互之間的聯(lián)系。并通過時(shí)間程序控制器自動(dòng)控制兩組蒸發(fā)器的融霜循環(huán)與制冷循環(huán)。當(dāng)其中一個(gè)蒸發(fā)器融霜時(shí),另一個(gè)蒸發(fā)器維持為制冷狀態(tài)。融霸時(shí)壓縮機(jī)的排氣供入到蒸發(fā)器的方式是從蒸發(fā)器的入口端進(jìn)入,而融霜后冷凝下來的液體從蒸發(fā)器出口端流出。圖‘!,附加熱交換器和蒸發(fā)器出口相連接,并連接到另一臺(tái)機(jī)器的基本熱交換器上。
當(dāng)蒸發(fā)器需要融霖時(shí).由壓縮機(jī)3排出的制冷劑熱蒸氣經(jīng)過電磁閥4的芳道進(jìn)入蒸發(fā)器7中,在蒸發(fā)器中發(fā)生熱交換,使蒸發(fā)器外表而的霜層融化,而制冷劑蒸氣冷卻和部分冷凝后的氣液棍合物,進(jìn)入附加熱交換器6的管殼之間,與管內(nèi)從第二臺(tái)制冷機(jī)貯液器巧出來的高溫制冷進(jìn)行熱交換.使未蒸發(fā)的液體繼續(xù)蒸發(fā),以防止壓縮機(jī)產(chǎn)生液擊,熱交換后的制冷劑進(jìn)入基本熱交換器5后,被壓縮機(jī)所吸入。而在熱交換器5中并沒有發(fā)生熱交換,因?yàn)閺馁A液器1 中沒有進(jìn)入熱交換器5的制冷劑。
在第一臺(tái)制冷機(jī)蒸發(fā)器7融霜時(shí),從第二臺(tái)制冷機(jī)的貯液器中來的制冷劑高壓液體,在第一臺(tái)制冷機(jī)的附加熱交換器6中冷卻之后進(jìn)入第二臺(tái)制冷機(jī)的基本熱交換器14中,在其中與從蒸發(fā)器9中蒸發(fā)后,經(jīng)過附加熱交換器13的低很制冷劑蒸氣進(jìn)行熱交換,高壓液體溫度下降后經(jīng)熱力膨脹閥節(jié)流降壓進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)吸熱,達(dá)到制冷的目的。
在這種制冷系統(tǒng)中,一方面在附加熱交換器中發(fā)生從融霜蒸發(fā)器來的制冷劑的蒸發(fā)和加熱過程,以保證工作在融霜狀態(tài)的壓縮機(jī)吸入的全部都是氣體;另一方面在制冷狀態(tài)工作的另一機(jī)器的貯液器中出來的高壓液體,在附加熱交換器中過冷,提高了機(jī)器的制冷量,而且這一過冷過程不需要消耗其它的附加能源。
因此采用這種熱氣融霜方法,將附加熱交換器接入到制冷系統(tǒng)中,可以提高系統(tǒng)工作的可靠性和經(jīng)濟(jì)性,防止液體制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī);在一臺(tái)制冷機(jī)蒸發(fā)器融霜時(shí),提高了另一臺(tái)制冷機(jī)的制冷量。
圖2一15給出了一臺(tái)壓縮機(jī)多蒸發(fā)器的熱氣融霜系統(tǒng)原理圖。融霜時(shí)壓縮機(jī)的排氣從回氣端進(jìn)入到蒸發(fā)器中,被霜層冷卻而凝結(jié)成制冷劑液體,凝結(jié)的液體從液體管排出,送入另一組正在制冷運(yùn)行的蒸發(fā)器中去蒸發(fā)。
如果魚庫的蒸發(fā)盤管需要融霜時(shí).肉庫的蒸發(fā)器應(yīng)正常制冷運(yùn)行。融霜的控制系統(tǒng)必須保證兩個(gè)蒸發(fā)器不能同時(shí)融霜。當(dāng)魚庫融霜時(shí),先關(guān)閉該庫的供液電磁閥3和回氣閥7.同時(shí)把壓縮機(jī)通向冷凝器的閥A關(guān)閉,關(guān)閉閥C,再打開閥B和閥I,打開手動(dòng)膨脹閥5,使壓縮機(jī)的高壓高溫的排氣進(jìn)入魚庫的蒸發(fā)盤管中,凝結(jié)下來的制冷劑液體由電磁閥4,經(jīng)膨脹閥節(jié)流后進(jìn)入肉庫的蒸發(fā)盤管,制冷劑吸收了庫內(nèi)被冷卻物體的熱41而蒸發(fā)成氣體,由閥8經(jīng)回?zé)崞鬟M(jìn)入壓縮機(jī)。融霜結(jié)束后,按一定的順序把閥門恢復(fù)到原來的狀態(tài)。
這種融霜系統(tǒng)只需增加融霜熱氣管和一些控制閥門,因此增加的初投資少,系統(tǒng)簡單,融霜效果好蒸發(fā)盤管中的潤滑油可沖刷出來.很容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。