Det är oundvikligt att kylsystem som arbetar med mättade sugtemperaturer under fryspunkten så småningom kommer att uppleva en ansamling av frost på förångarens rör och lameller. Frosten fungerar som en isolator mellan värmen som ska överföras från utrymmet och köldmediet, vilket resulterar i en minskning av förångarens effektivitet. Därför måste utrustningstillverkare använda vissa tekniker för att regelbundet avlägsna denna frost från spolytan. Metoder för avfrostning kan inkludera, men är inte begränsade till, avfrostning utan cykel eller luft, el och gas (vilket kommer att tas upp i del II i marsnumret). Dessutom lägger modifieringar av dessa grundläggande avfrostningsscheman till ytterligare en komplexitet för fältpersonalen. När de är korrekt konfigurerade kommer alla metoder att uppnå samma önskade resultat, att smälta frostansamlingen. Om avfrostningscykeln inte är korrekt konfigurerad kan de resulterande ofullständiga avfrostningarna (och minskningen av förångarens effektivitet) orsaka högre temperatur än önskad i kylutrymmet, återflöde av köldmedium eller problem med oljeansamling.
Till exempel kan en typisk köttmonter som håller en produkttemperatur på 1°C ha utloppslufttemperaturer på cirka 2°C och en mättad förångartemperatur på 1°C. Även om detta är en tillämpning vid medeltemperatur där produkttemperaturen är över 1°C, kommer förångarrören och flänsarna att ha en temperatur under 1°C, vilket skapar en ansamling av frost. Avfrostning utanför cykler är vanligast i tillämpningar vid medeltemperatur, men det är inte ovanligt att se gasavfrostning eller elektrisk avfrostning i dessa tillämpningar.
avfrostning av kylning
Figur 1 Frostbildning
AVFROSTNING UTAN CYKEL
En avfrostning utanför cykeln är precis som det låter; avfrostning åstadkoms genom att helt enkelt stänga av kylcykeln, vilket förhindrar att köldmedium kommer in i förångaren. Även om förångaren kan arbeta under 1°C, är lufttemperaturen i det kylda utrymmet över 1°C. När kylningen är avstängd, kommer förångarens yttemperatur att höjas om luften i det kylda utrymmet fortsätter att cirkulera genom förångarröret/flänsarna, vilket smälter frosten. Dessutom kommer den normala luftinfiltrationen i det kylda utrymmet att få lufttemperaturen att stiga, vilket ytterligare underlättar avfrostningscykeln. I applikationer där lufttemperaturen i det kylda utrymmet normalt är över 1°C, visar sig avfrostning utanför cykeln vara ett effektivt sätt att smälta frostuppbyggnaden och är den vanligaste metoden för avfrostning i applikationer med medelhög temperatur.
När en avfrostning utan cykelstart initieras förhindras köldmedieflödet från att komma in i förångarspolen med hjälp av en av följande metoder: använd en avfrostningstidsklocka för att stänga av kompressorn (enhet med en kompressor), eller stäng av systemets vätskeledningsmagnetventil, vilket initierar en pumpdown-cykel (enhet med en kompressor eller multiplexkompressorrack), eller stäng av vätskemagnetventilen och sugledningsregulatorn i ett multiplexrack.
avfrostning av kylning
Figur 2 Typiskt kopplingsschema för avfrostning/avpumpning
Figur 2 Typiskt kopplingsschema för avfrostning/avpumpning
Observera att i en tillämpning med en enda kompressor där avfrostningsklockan initierar en pumpdown-cykel, avaktiveras vätskeledningens magnetventil omedelbart. Kompressorn fortsätter att arbeta och pumpar köldmedium ut ur systemets lågtryckssida och in i vätskebehållaren. Kompressorn stängs av när sugtrycket faller till avstängningsinställningspunkten för lågtrycksregleringen.
I ett multiplexkompressorrack kommer tidsklockan vanligtvis att stänga av strömmen till vätskeledningens magnetventil och sugregulatorn. Detta upprätthåller en viss volym köldmedium i förångaren. När förångarens temperatur ökar, upplever även volymen köldmedium i förångaren en temperaturökning, vilket fungerar som en kylfläns som hjälper till att höja förångarens yttemperatur.
Ingen annan värme- eller energikälla behövs för en avfrostning utan avfrostning. Systemet återgår till kylläge först efter att en viss tid eller temperatur har uppnåtts. Denna tröskel för en tillämpning vid medeltemperatur ligger runt 2°C eller 60 minuters avstängningstid. Denna process upprepas sedan upp till fyra gånger per dag beroende på tillverkarens rekommendationer från displayskåpet (eller vatten/luft-förångaren).
Annons
ELEKTRISK AVFROSTNING
Även om det är vanligare i lågtemperaturapplikationer kan elektrisk avfrostning även användas i medeltemperaturapplikationer. I lågtemperaturapplikationer är avfrostning utanför cykler inte praktisk eftersom luften i det kylda utrymmet är under 1°C. Därför krävs, förutom att stänga av kylcykeln, en extern värmekälla för att höja förångarens temperatur. Elektrisk avfrostning är en metod för att lägga till en extern värmekälla för att smälta ansamlingen av frost.
En eller flera motståndsvärmestavar är insatta längs förångarens längd. När avfrostningsklockan initierar en elektrisk avfrostningscykel kommer flera saker att hända samtidigt:
(1) En normalt sluten brytare i avfrostningsklockan som förser förångarfläktmotorerna med ström öppnas. Denna krets kan antingen direkt driva förångarfläktmotorerna eller hållspolarna för de enskilda förångarfläktmotorernas kontaktorer. Detta kommer att stänga av förångarfläktmotorerna, vilket gör att värmen som genereras från avfrostningsvärmarna koncentreras endast på förångarens yta, snarare än att överföras till luften som skulle cirkuleras av fläktarna.
(2) En annan normalt sluten brytare i avfrostningsklockan som förser vätskeledningens solenoid (och sugledningens regulator, om en sådan används) med ström öppnas. Detta stänger vätskeledningens magnetventil (och sugledningens regulator, om sådan används), vilket förhindrar flödet av köldmedium till förångaren.
(3) En normalt öppen brytare i avfrostningsklockan kommer att slutas. Denna kommer antingen att direkt mata ström till avfrostningsvärmarna (mindre tillämpningar för avfrostningsvärmare med låg strömstyrka) eller mata ström till hållspolen på avfrostningsvärmarentreprenören. Vissa tidklockor har inbyggda kontaktorer med högre strömstyrka som kan mata ström direkt till avfrostningsvärmarna, vilket eliminerar behovet av en separat kontaktor för avfrostningsvärmaren.
avfrostning av kylning
Figur 3 Konfiguration av elektrisk värmare, avfrostningsavslutning och fläktfördröjning
Elektrisk avfrostning ger en mer positiv avfrostning än en avfrostningscykel, med kortare varaktighet. Återigen avslutas avfrostningscykeln vid tid eller temperatur. Vid avfrostningens slut kan det finnas en dropptid; en kort tidsperiod som gör att den smälta frosten kan droppa av förångarens yta och ner i dräneringstråget. Dessutom fördröjs förångarens fläktmotorer från att starta om under en kort tid efter att kylcykeln har börjat. Detta är för att säkerställa att eventuell fukt som fortfarande finns på förångarens yta inte blåses in i kylutrymmet. Istället fryser den och stannar kvar på förångarens yta. Fläktfördröjningen minimerar också mängden varmluft som cirkuleras in i kylutrymmet efter att avfrostningen avslutats. Fläktfördröjningen kan åstadkommas antingen med en temperaturkontroll (termostat eller klixon) eller en tidsfördröjning.
Elektrisk avfrostning är en relativt enkel metod för avfrostning i tillämpningar där off-cycle inte är praktiskt. Elektricitet tillförs, värme skapas och frosten smälter från förångaren. Jämfört med off-cycle-avfrostning har dock elektrisk avfrostning några negativa aspekter: som en engångskostnad måste den extra initiala kostnaden för värmestavar, ytterligare kontaktorer, reläer och fördröjningsbrytare, tillsammans med extra arbete och material som krävs för fältkabeldragning, beaktas. Dessutom bör den löpande kostnaden för ytterligare el nämnas. Kravet på en extern energikälla för att driva avfrostningsvärmarna resulterar i en nettoenergiförlust jämfört med off-cycle.
Så, det var allt för off-cycle, luftavfrostning och elektriska avfrostningsmetoder. I marsnumret kommer vi att granska gasavfrostning i detalj.
Publiceringstid: 18 februari 2025