制冷剂热蒸气融霜是利用压缩机所排出的高温过热蒸气作为热源,去融化蒸发器表面的霜层。在融霜时,蒸发器管时作为冷凝器,压缩机的排气在其中放出热员后冷凝成为液体.而盘管外表面的霜层吸收了制冷剂放出的热量而融化。
图2一11(a)为一最简单的单一蒸发器的热气融霜系统。一个旁通的电磁阀安置在压缩机排气和蒸发器之间,当电磁阀打开后,从压缩机排出的高压高温的热蒸气不经过冷凝器而直接进入到蒸发器。热蒸气在低温的蒸发器中,放出热量而冷凝成液体,一些冷凝的制冷剂残留在蒸发器中,其余的制冷剂回到压缩机,由压缩机的热量使其蒸发,并再循环至蒸发器。
这种热气融霜的方法,由于进入压缩机的是液体状态.有引起压缩机产生液击的可能。为了防止压缩机的液击,可采用在压缩机的回气管路上安装电加热器。通过融霜时问程序控制器可以调节为一昼夜融霜2至3次,每次融霜时间30-40min.需要融霜时,程序控制器自动切断压缩机与冷凝器的连接管路,同时打开通向蒸发器的电磁阀8,停止蒸发器风机。另外,在融霜循环期间,蒸发器中无液体被蒸发,从压缩机来的热气量将受到限制,而融霜过程中,较多的液体剩余在蒸发器中,只有较少量的制冷剂回到压缩机再循环,结果造成系统在蒸发器完全融霜之前就放完了热量。为了克服上述缺点,可采用一个再蒸发盘管,使蒸发器中的液体在进入压缩机之前经再蒸发盘管使其蒸发。
图2一11(b)所示为一具有再蒸发盘管(蓄热器)的热气融霜系统。在正常制冷运行时,压缩机的排气在进入冷凝器之前,先进入一个蓄热器即再蒸发器,制冷剂高温气体在再蒸发器中放出部分热量后.再进入冷凝器中冷凝。蓄热器中储存着热量.为融霜时从蒸发器中流出的液体的蒸发提供所需的热量。蓄热器是倾斜安装的,其内部共有一个密闭的内衬容器,容器内充满了不凝固的液体。当制冷时压缩机的排气经蓄热器进入冷凝器,使蓄热器中的液体吸收了制冷剂的热量而被加热了,在冷凝器中冷凝的液体,经过膨胀阀的节流降压后进入蒸发器.在蒸发器中产生的制冷剂蒸气,经气液热交换器和蓄热器后被压缩机吸入。蓄热器同时还起到了油分离器的作用,由于倾斜安装可以使润滑油流回压缩机中。正常制冷运行时,压缩机的吸气可以旁通蓄热器,此时可以在系统的吸气管路布置一个电磁阀。制冷时,电磁阀应打开.使来自蒸发器的回气旁通再蒸发盘管,以避免吸气管中的压力进一步降低,及压缩机吸气温度的升高。
制冷系统运行一定时间后,由融霜时间程序控制器控制关闭压缩机排气进入蓄热器和冷凝器的管路,同时打开热气进入蒸发器的管路电磁阀,使压缩机的排气进入蒸发器中,开始融霜。同时相应地关闭吸气旁通管路的电磁阀,关闭蒸发器的风扇,而使再蒸发器的风扇开启。在蒸发器中冷凝的液体,流经蓄热器(再蒸发器)中再蒸发,蒸发的制冷剂蒸气进入压缩机中,经压缩机压缩后再排至蒸发器。从蒸发器来的液态制冷剂从底部进入蓄热器,而进入压缩机的蒸气,应从上部引出,以免造成压缩机的液击。融霜时高温的制冷剂蒸气从蒸发器接水盘处进入,可以使融化下来的水不结冰。
融霜结束后,融霜循环由融霜时间程序控制器或温度控制器终止,系统恢复到正常制冷循环,关闭压缩机与蒸发器之间的热气旁通管路中的电磁阀,停止再蒸发器电扇,打开排气通向蓄热器与冷凝器的管路,开启吸气电磁阀,开启A发器电扇。
带蓄热器的热气融霜系统的主要缺点是蓄热器的制造复杂,系统投资增加。
图2一12所示为通过换向阀进行融霜的系统图。制冷循环时,压缩机的排气进入冷凝器中.冷凝后的液体进入贮液器,经热力膨胀阀节流降压后进入蒸发器,制冷剂吸收热璧后的低压蒸气被压缩机所吸入。融霜时,通过融霜时间控制器控制四通换向阀动作,此时制冷机工作在热泵状态。压缩机的排气从回气管路进入到蒸发器中(如图中管外箭头所示),在蒸发器中制冷剂高温气体放出热最被凝结为液体,制冷剂放出的热量使蒸发器外表面的霜层融化,凝结的制冷剂液体经单向阀从制冷剂液体管路流到贮液器和冷凝器中.制冷剂液体在冷凝器中吸收外界环境介质的热量而蒸发,蒸发的制冷剂蒸气被压缩机所吸入。在融霜时制冷系统完成逆向循环,此时冷凝器与蒸发器的作用互换。
图2一13为一具有液体分离器的热气融霖系统。该系统是一个多蒸发器的制冷组合系统。图中所表示的是这些蒸发器同时进行融霜时的融猫系统连接情况。系统中采用了一些辅助设备,如液体分离器和再生热交换器,再生热交换器在制冷循环时起回热器的作用。融霜时,电磁阀12开启,压缩机的排气从液体管路进入到蒸发器中,吸收了管外的热量而冷凝为液体,从蒸发器排出的制冷剂液体,经管路8从蒸发器的回气管路进入到液体分离器6,液体积存在底部,而蒸气沿管路进入热交换器的蒸气腔,液体沿排液管5经过调节阀进入再生热交换器3中间部分的蒸气腔,蒸气经管路进入到压缩机中,而液体在热交换器及回气管路中吸收热量蒸发,气化以后被压缩机所吸入。在需要融霜时,时间控制器接通电磁阀,压缩机排出的热蒸气的主要部分进入两组的第一蒸发器中,而其余的蒸气经过引导管绕过第一蒸发器,进入第二蒸发器中。这样可以避免进入第二个蒸发器的制冷剂沮度较低,可以缩短融霜循环的持续时间。
对于具有多个蒸发器的制冷系统,蒸发器还可以分别地进行融霜,融霜运行的蒸发器可暂时作为系统的冷凝器,制冷运行的蒸发器作为正在融霜蒸发器中冷凝下来的制冷液的再蒸发器。制冷系统中每一个蒸发器需要融霜的时间应相互错开,以使其中一个蒸发器融霜时,其它蒸发器仍然正常制冷。融霜时将压缩机排出的高压高沮气体旁通冷凝器,排入到需要融霜的蒸发器中,这时这个蒸发器就起到了冷凝器的作用。高沮制冷剂蒸气在蒸发器中放出热量,使蒸发器管外的霜层吸热而融化.管内制冷剂蒸气被冷凝成为高压液体。冷凝后的高压液体,经热力膨胀阀送入到其它正在制冷的蒸发器中去。
图2一14所示为多蒸发器制冷系统的热气融霜系统原理图。图中所示为两台压缩冷凝机组分别与两个蒸发器相连接的系统,系统中除了制冷循环所需的基本热交换器以外,还增加了两个附加热交换器。两台制冷机通过附加的热交换器取得相互之间的联系。并通过时间程序控制器自动控制两组蒸发器的融霜循环与制冷循环。当其中一个蒸发器融霜时,另一个蒸发器维持为制冷状态。融霸时压缩机的排气供入到蒸发器的方式是从蒸发器的入口端进入,而融霜后冷凝下来的液体从蒸发器出口端流出。图‘!,附加热交换器和蒸发器出口相连接,并连接到另一台机器的基本热交换器上。
当蒸发器需要融霖时.由压缩机3排出的制冷剂热蒸气经过电磁阀4的芳道进入蒸发器7中,在蒸发器中发生热交换,使蒸发器外表而的霜层融化,而制冷剂蒸气冷却和部分冷凝后的气液棍合物,进入附加热交换器6的管壳之间,与管内从第二台制冷机贮液器巧出来的高温制冷进行热交换.使未蒸发的液体继续蒸发,以防止压缩机产生液击,热交换后的制冷剂进入基本热交换器5后,被压缩机所吸入。而在热交换器5中并没有发生热交换,因为从贮液器1 中没有进入热交换器5的制冷剂。
在第一台制冷机蒸发器7融霜时,从第二台制冷机的贮液器中来的制冷剂高压液体,在第一台制冷机的附加热交换器6中冷却之后进入第二台制冷机的基本热交换器14中,在其中与从蒸发器9中蒸发后,经过附加热交换器13的低很制冷剂蒸气进行热交换,高压液体温度下降后经热力膨胀阀节流降压进入蒸发器蒸发吸热,达到制冷的目的。
在这种制冷系统中,一方面在附加热交换器中发生从融霜蒸发器来的制冷剂的蒸发和加热过程,以保证工作在融霜状态的压缩机吸入的全部都是气体;另一方面在制冷状态工作的另一机器的贮液器中出来的高压液体,在附加热交换器中过冷,提高了机器的制冷量,而且这一过冷过程不需要消耗其它的附加能源。
因此采用这种热气融霜方法,将附加热交换器接入到制冷系统中,可以提高系统工作的可靠性和经济性,防止液体制冷剂进入压缩机;在一台制冷机蒸发器融霜时,提高了另一台制冷机的制冷量。
图2一15给出了一台压缩机多蒸发器的热气融霜系统原理图。融霜时压缩机的排气从回气端进入到蒸发器中,被霜层冷却而凝结成制冷剂液体,凝结的液体从液体管排出,送入另一组正在制冷运行的蒸发器中去蒸发。
如果鱼库的蒸发盘管需要融霜时.肉库的蒸发器应正常制冷运行。融霜的控制系统必须保证两个蒸发器不能同时融霜。当鱼库融霜时,先关闭该库的供液电磁阀3和回气阀7.同时把压缩机通向冷凝器的阀A关闭,关闭阀C,再打开阀B和阀I,打开手动膨胀阀5,使压缩机的高压高温的排气进入鱼库的蒸发盘管中,凝结下来的制冷剂液体由电磁阀4,经膨胀阀节流后进入肉库的蒸发盘管,制冷剂吸收了库内被冷却物体的热41而蒸发成气体,由阀8经回热器进入压缩机。融霜结束后,按一定的顺序把阀门恢复到原来的状态。
这种融霜系统只需增加融霜热气管和一些控制阀门,因此增加的初投资少,系统简单,融霜效果好蒸发盘管中的润滑油可冲刷出来.很容易实现自动控制。