[发明专利]冰箱热油除霜系统

说明书

技术领域：

本发明涉及一种除霜方法。

背景技术：

家用冰箱通过冰箱内部的蒸发器吸收热量冷藏冷冻食品，这个过程中冷媒汽化吸热，蒸发器中的冷媒温度通常在0℃以下。冰箱内空气中的水分来源于进入热空气中的水蒸气及新鲜蔬菜散发的水分，由于有水分的存在，任何一种冰箱的蒸发器表面都会结霜。

蒸发器表面结霜使换热效果变差，到一定程度就应该除霜。目前的除霜方式有：人工除霜、半自动除霜、自动除霜，无论哪种除霜方式都用电加热器加热除霜。蒸发器表面除霜延迟或除霜不净，影响制冷效果。

无论是电加热器加热除霜，还是冰箱制冷效果差，都耗能。

发明内容：

本发明的目的旨在提供一种冰箱的热油除霜方法，这种方法是：配置一个独立的热油除霜系统，采用比热较大、导热系数较大、流动性较好的润滑油吸收冰箱制冷时冷凝器(或冷凝器和压缩机)放出的废热用于蒸发器除霜并回冷；润滑油交替按除霜时回冷、制冷时回热的方式运行，提高了冰箱制冷运行效果。上述的除霜润滑油其他物性，如闪点、凝固点，也要求满足其回热和除霜的正常运行；上述的润滑油回热以后温度升高，简称热油。

此热油除霜方法涉及到一个热油除霜系统(如图1～4所示)，其运行如下：冰箱制冷时，蒸发器油箱(下称：除霜油箱)空箱，润滑油在冷凝器(或冷凝器和压缩机)油箱(下称：回热油箱)中回收冷凝器(或冷凝器和压缩机)放出的热量；冰箱除霜时，除霜油泵把回热的润滑油从回热油箱泵入除霜油箱中，用于蒸发器表面除霜，并回收其结霜消耗的冷量；蒸发器除霜结束后，回油油泵将已回冷的润滑油泵入回热油箱中为制冷时回热之用。回热油箱与除霜油箱高处用一根平衡管连接，消除了在启动油泵时，润滑油在油管中流动时造成的油箱负压。

这种热油除霜方法利用润滑油的回热除霜，节省了电能。热油除霜系统的润滑油回收冰箱制冷时冷凝器(或冷凝器和压缩机)排出的废热除霜，替代了电加热器的电能除霜。

这种热油除霜方法还利用润滑油除霜时回冷，改善了冰箱的制冷循环。热油除霜过程中，润滑油回收蒸发器结霜的冷量；冰箱制冷时润滑油用回收的冷量抵消了冷凝器(或冷凝器和压缩机)排出的部分废热，降低了压缩机的排气温度和冷凝压力，从而降低了冰箱压缩机的功耗。

传统的制冷过程中，压缩机不断地做功，将冰箱内空气及食品中的热量吸收到蒸发器内的冷媒中，再通过冷凝器把热量排出到冰箱周围的环境中，耗能且引起少许环境温升；本发明新增热油除霜系统，利用除霜润滑油进行回冷回热，冰箱的制冷过程伴随着除霜润滑油的回热过程。

根据能量守恒定律，有如下关系：

Q_h＝Q₀+W    (1)

(1)式中，Q_h为冷凝器放热量；Q₀为蒸发器吸热量；W为压缩机的功。

由(1)式可得：Q_h＞Q₀    (2)

由(2)式可知，冷凝器放出的热量多于蒸发器吸收的热量。

除霜所需废热Q₁(即润滑油的回热量)：Q₁＜Q₀    (3)

由(2)、(3)式可知，热油回热量Q₁、蒸发器吸热量Q₀及冷凝器放热量Q_h三者关系有下式：

Q₁＜Q₀＜Q_h    (4)

润滑油的回热量Q₁用于蒸发器表面除霜并恢复其表面温度，就等于润滑油的回冷量。

制冷过程中压缩机出口的温度在80℃以上，冷凝器出口温度在45℃左右。而蒸发器结霜后的表面温度在-10℃以下。热量总是从高温向低温传递。假设除霜回冷后的润滑油平均温度在5℃左右，它与冷凝器表面的传热温差在40℃以上，有足够的温差保证回热。假设回热后的润滑油平均温度在35℃左右，它与蒸发器霜层的温差也在40℃以上，也有足够的温差保证除霜。新增的热油除霜系统就是用合适的润滑油对上述的温差关系进行利用。

热油除霜要彻底干净，则润滑油在制冷过程中的回热量必须充分。因此，上述的热油除霜系统中的润滑油在型号选定以后必须确定它的最小用量G_min，保证吸收足够的热量供除霜使用。

G_min＝Q₁/(cΔT)    (5)

G＝KG_min    (6)