CN102346448B - 用于通知制冰周期启动时延的低压控制 - Google Patents

Abstract

一种制冰机中制冰的方法：(a)压缩汽化制冷剂，经压缩制冷剂冷却冷凝为液体，用膨胀设备馈送冷凝制冷剂，制冷剂蒸发，在冰成型模具中产生冻结温度，在制冰模式下水冻成模具腔形状；(b)分离互连在冷凝器和膨胀设备间的接收器内的气、液态制冷剂，接收器向蒸发器馈送蒸汽，加热制冰模具，在收获模式中冰从其中释放；冰成型模具、蒸发器、接收器置于制冰机单元，压缩机、冷凝器置于冷凝单元，(c)判断制冰机是否运转、冰盒开关是否闭合：若制冰机运转且冰盒开关闭合，检查低压开关：若低压开关未闭合，返回步骤(c)；若闭合，将时延设置为预定时延；(d)判断是否经过预定时延，若未经过预定时延，返回步骤(d)；若经过预定时延，重新开始所述制冰模式。

Description

用于通知制冰周期启动时延的低压控制

技术领域

本公开内容涉及自动制冰机，更具体地涉及以下自动制冰机：其中，通过制冷剂蒸汽以收获模式对制冰蒸发器进行解冻以及使用低压控制来通知在制冰机启动新的产冰模式或冷冻周期之前的时延。

背景技术

自动制冰机依赖现有技术中所周知的制冷原理。在制冰模式期间，制冰机将制冷剂从冷凝单元转移到蒸发器以使蒸发器和形成冰的蒸发器板冷却到冰点以下。然后水流过或喷射到形成冰的蒸发器板上以形成冰。在完全形成冰之后，传感器将制冰机从产冰模式切换成冰收获模式。在收获期间，蒸发器必须稍微加温使得冷冻的冰稍微解冻并从蒸发器板释放到乘冰盒中。为了完成该操作，大多数现有技术的制冰机使用热气阀，热气阀把从压缩机送来的热制冷剂气体直接引导到蒸发器而使冷凝器旁路。

在通常的自动制冰机中，压缩机和冷凝器单元生成大量的热和噪声。因此，制冰机通常都是位于设施的里屋，其中热和噪声不引起太多妨碍。然而，这要求将冰从里屋带到需要的地方。使制冰机不处在需要冰的地方所带来的另一问题是在很多饮食场所中，饮食服务区之外的空间是稀缺的，这样的空间不适用于标准的制冰机的体积大小。

已设计了多种制冰机以试图克服这些问题。在典型的“远程”制冰机中，冷凝器相对于蒸发器和压缩机位于较远的位置。这允许冷凝器位于外部或在其散发的大量热以及来自压缩机风扇的噪声不造成影响的区域。然而，压缩机仍然靠近蒸发器单元，使得其可以提供用于收获冰的热气。虽然典型的远程制冰机解决了去除由冷凝器散发的热的问题，但并未解决由压缩机产生的噪声和大体积的问题。

其它的制冰机设计成将压缩机和冷凝器均放在较远处的位置。这些制冰机的优点是将压缩机和冷凝器的热和噪声二者都移到远离制冰蒸发器单元的位置。例如，Saltzman等人的美国专利No.4,276,751描述了通过使用三个制冷剂线路连接至一个或更多个远程蒸发器单元的压缩机单元。第一个线路将制冷剂从压缩机单元传送到蒸发器单元，第二个线路在收获模式期间将来自压缩机的热气直接传送到蒸发器，第三个线路是将制冷剂从蒸发器带回压缩机的公共返回线路。在Saltzman专利中公开的设备具有监视进入蒸发器单元的制冷剂的输入压力的单个压力传感器。当压力下降到某个特定点(该特定点被认为是指示冰已经完全形成)之下时，制冰机从制冰模式切换到收获模式。然后热气从压缩机通过管道传送至蒸发器单元。

Martineau的美国专利No.5,218,830也描述了一种远程制冰系统。Martineau的设备具有通过以下两个制冷剂线路连接到一个或更多个远程蒸发器单元的压缩机单元：供应线路和返回线路。在制冰模式期间，制冷剂从压缩机传递到冷凝器，然后通过供应线路到蒸发器。制冷剂在蒸发器中蒸发并通过返回线路返回压缩机。在收获模式期间，一系列阀门将热的高压气体从压缩机通过返回线路重新引导到蒸发器以对其加温。蒸发器的较冷温度将热气转换为液体。液体制冷剂离开蒸发器并通过电磁阀和膨胀设备到冷凝器。当制冷剂通过膨胀设备和冷凝器时制冷剂蒸发为气体。气态制冷剂然后离开冷凝器并返回压缩机。

这些现有技术系统的一个主要缺点是远程操作所需的制冷剂线路的较长长度使得在收获模式期间效率低下。这是因为用于使蒸发器加温的热气必须经过从压缩机到蒸发器的制冷剂线路的长度。随着热气的行进，热气将其大部分热量损失到线路周围的环境中。这导致更长和更低效的收获周期。此外，在距离较长和周遭温度较低的情况下，损失可以变得大到使得热气解冻根本无法正常工作。

已经将一些利用多个并行蒸发器的制冷系统设计为使用热气对蒸发器之一进行解冻，同时其它蒸发器处于冷却模式。例如，在具有多个冷藏及冰冻食品的存储和显示柜的食品杂货店中，一个或更多压缩机可以对冷凝器和液体制冷剂管线进行给送，冷凝器和液体制冷剂管线提供给分离的膨胀设备和蒸发器以冷却各个柜。在美国专利No.5,323,621中公开了热气解冻系统，其具有定时器以便每次将热气引导至一个蒸发器。在这样的系统中，即使压缩机与蒸发器相距较远，由于在对其余固定设备进行连续制冷的期间被制冷的装置机所产生的大量潜在热负荷超出了解冻选定的蒸发器线圈所需的热量，因此进行热气解冻也是有效的。虽然存在一些与这样的系统相关的低效率及其它问题，但很多专利公开了对其的改进，诸如美国专利No.4,522,037和4,621,505。这些专利描述这样的制冷系统，其中使用饱和的制冷气体来对系统中的多个蒸发器之一进行解冻。该制冷系统包括浪涌接收器和浪涌控制阀，浪涌控制阀允许来自压缩机的热气绕过冷凝器并进入接收器。然而，这些系统被设计为用于多个并行蒸发器，并且在仅使用一个蒸发器或多个蒸发器串联的情况下不会正常工作。或许更重要的是，这些系统被设计用于以下设施：其中，在设备间中的压缩机、户外冷凝器以及商店主体内的多个蒸发器之间布设制冷剂线路的成本并非设计中的主要因素。如果将这些制冷系统应用于制冰机，则对节约成本不利，甚至有可能不可实现。

这种情形的一个较好示例是Tanaka的美国专利No.5,381,665，其描述用于食品陈列柜的具有两个并行蒸发器的制冷系统。接收器通过与用于向蒸发器提供液体制冷剂的供给线路相同的供给线路向蒸发器提供气态制冷剂。该系统具有相互间完全分离的冷凝器、压缩机以及蒸发器。如果将这样的系统用于必须在各部分的位置中的每个位置之间安装不同组别的制冷剂线路的制冰机，则将会是不经济的。此外，如果压缩机及其相关联的组件被移到户外以靠近远处的冷凝器，则系统将不能在较低环境温度喜爱收获冰，因为在需要对蒸发器解冻时接收器可能太冷以致不能闪蒸掉制冷剂。

美国专利No.5,783,723公开了一种克服上述缺陷的远程制冰机。从远程冷凝器和压缩机对一个或更多远处的蒸发单元提供制冷剂。此外，如果使用多个蒸发单元，则可在收获或制冰模式下对它们进行独立操作。优选地从单独的电阻加热器提供用于在收获模式下对蒸发器进行解冻的热量。虽然对于从蒸发器收获冰电加热元件被证实为令人满意，但其增加了产品的开销。因此，美国专利No.5,787,723的远程制冰机中的在不需用电加热元件的情况下收获冰的方法将具有显著优势。此外，包括利用制冷剂气体的解冻系统并可以在系统仅有一个蒸发器的情况下使用的制冰机，或者具有多个还可以在较差环境下工作的多个蒸发器的经济地安装的系统也会是个优势。

市场上已能够买到如下的制冰机：其中，压缩机和冷凝器远离蒸发器，但是不需要电加热器来加热成冰模具，也不需要热气从压缩机行进至蒸发器。此外，制冷系统将在较差环境下工作，并且安装起来不昂贵。

一个示例是制冰机包括：a)包括泵、成冰模具以及互联线路的水系统；以及b)制冷系统，包括压缩机、冷凝器、膨胀设备、与成冰模具热接触的蒸发器以及接收器，该接收器包括连接到冷凝器的入口、连接到膨胀设备的液体出口以及通过阀调节通道连接至蒸发器的阀门出口。

使用冷却蒸汽(例如，来自接收器的冷却蒸汽)来对蒸发器进行解冻具有多个优点。其消除了对于电加热单元的需求，或者在远程压缩机配置中与长距离管道传送热气相关联的问题。由于冷却蒸汽位于蒸发器线圈内部，因此对于系统的那些需要被加温的部分存在良好的热传递。系统可以被用来在以下情况下对蒸发器进行解冻：在制冷系统中仅有一个蒸发器、或多个串联蒸发器以及并联蒸发器。

在美国专利No.6,196,007中，来自压缩机的冷却蒸汽解冻被基于低压控制-抽空周期来周期性地启动和关闭，其中通过引用将美国专利No.6,196,007全部内容合并于此。此系统的缺点是由于周期较短而随着时间的经过产生对于启动电容器、继电器以及接触器的过多的磨损周期，并进而引起电子器件变热。

本发明人发现这样的组件失效是由缺少冷却时间引起的。也就是说，由于制冰机和冷凝单元间的通信，可以利用时延来延长启动组件和压缩机的寿命。也就是说，通过监控低压控制，在制冰模式下重新启动压缩机之前的时延能够节省压缩机和启动组件(例如，运转电容器、启动电容器和电压继电器)的寿命。此外，由于制冰机远离冷凝单元，因此可以在制冰机处检查冷凝单元的状态。例如，通过检查制冰机中布线连接处的电压，可以判断在冷凝单元处是否有电压。使用低压控制-抽空周期避免了制冷剂流入压缩机，从而避免重大损伤，例如，对簧片阀和其它元件的损坏。

发明内容

一种在制冰机中制冰的方法，包括以下步骤：(a)压缩汽化的制冷剂，使经压缩的制冷剂冷却以冷凝为液体，通过膨胀设备馈送经冷凝的制冷剂，以及在蒸发器中使制冷剂蒸发以在冰成型模具中产生冻结温度从而在制冰模式期间使水冻结成模具腔的形状的冰；(b)通过分离互连在冷凝器和膨胀设备之间的接收器内部的气态和液态制冷剂并且从接收器向蒸发器馈送蒸汽，来加热制冰模具以在收获模式中使冰从所述制冰模具中释放，其中冰成型模具、蒸发器和接收器被设置在制冰机单元中，并且压缩机和冷凝器被设置在冷凝单元中；(c)判断制冰机是否在运转以及冰盒开关是否闭合：如果制冰机在运转并且冰盒开关闭合，则检查低压开关：如果低压开关未闭合，则返回以上步骤(c)；或者如果低压开关闭合，则将时延设置为预定时延；以及(d)判断是否已经经过了预定时延：如果未经过预定时延，则返回步骤(d)；或者如果已经经过了预定时延，则重新开始制冰模式。

特别地，重新开始制冰模式包括：闭合冷却蒸汽解冻继电器并对冷凝单元上的接触器线圈提供能量。

该方法还包括：判断冰盒是否在预定水平或超过预定水平：如果冰盒在预定水平之下，则继续检查以判断冰盒何时是满的；或者如果冰盒在预定水平或超过预定水平，则关闭制冰机并进行抽空直到低压控制开关断开。在断开低压开关后，该方法还包括判断制冰机是否在运转以及冰盒开关是否闭合的步骤。

该方法还包括：在收获模式期间，通过头部压力控制阀旁路冷凝器，从压缩机向接收器馈送蒸汽制冷剂的步骤。

在制冰模式期间，液体制冷剂从冷凝器经过液体管线到达接收器，并且在收获模式期间蒸汽制冷剂经过液体管线到达接收器中。

附图说明

图1是制冰机和冷却蒸汽解冻(CVD)冷凝单元之间的通信系统的连线图；

图2是根据本公开内容的制冰机系统的示意图；以及

图3是根据本公开内容的时延系统的逻辑图。

具体实施方式

参照附图来较佳地描述根据本公开内容的系统和方法，在附图中，图1和图2描述制冰机1和CVD冷凝单元2之间的通信。特别地，在制冰机1和CVD冷凝单元2之间设置有用于向控制电路提供24伏交流电的低电压变压器3。当制冰机1关闭或处于满盒状态时制冰机1中的液体管线电磁阀4闭合。压缩机5继续“抽空”或使压力下降直到在冷凝单元2中LPC(低压控制)开关6断开。这向制冰机1中的控制板指示断开用于压缩机5的接触器。然后制冰机1打开控制板上的CVD继电器电路8，CVD继电器电路8然后打开冷凝单元2上的24伏特接触器线圈7。HPC(高压控制)9串联在接触器线圈7和CVD继电器电路8之间，用于防护高的制冷压力。

当LPC6断开时在制冰机1和CVD冷凝单元2能够重新启动之前存在10分钟时延。这是为了减少用于抽空循环的短周期，或满盒/分配器应用中的短周期。在抽空循环(窗帘开关打开-满盒状态)中，在10分钟时延之后，LPC6闭合，控制板上的CVD继电器8闭合以允许冷凝单元2抽空直到LPC6再次断开。此刻CVD继电器8再次断开并且该过程以10分钟时延重复直到LPC6再次断开。

从制冰中的满盒状态(窗帘开关闭合)启动，在10分钟延迟之后液体管线电磁阀4断开，使压力升高从而闭合LPC6，或LPC6可能已经闭合，制冰机1然后经历标准的预致冷循环(30秒之后水泵激活)。可以通过让制冰机1循环开闭或中断对制冰机的供电来使10分钟的时延失效。时延的量可以根据应用而改变并且可以从2分钟到12分钟范围内变动，其中10分钟对CVD系统来说是最佳的。

控制板上的HPC线圈检测10用于监测冷凝单元2上的HPC9的激活，用于诊断或向终端应用警告制冷系统不制冰的问题。在诊断中LPC6和HPC9分别计数。HPC9不对CVD继电器8的激活进行计数。

在图2中示出制冷剂系统的主要元件。制冰机头部1和CVD2共同工作以制造冰。主要元件描述如下：压缩机5、液体管线电磁阀(LLSV)4、低压控制(6)以及高压控制9。

图3是从进行检查来查看制冰机1是否“运转”以及盒开关是否“闭合”(21)开始的逻辑图。如果制冰机关断，则电气元件断电并且不允许制冰机工作。此外，如果制冰机“运转”并且盒开关断开(指示满盒)，则直到盒开关闭合才允许制冰机启动。如果制冰机1“运转”并且盒开关“闭合”，则检查低压开关(LPC)(23)。如果低压开关(LPC)6不闭合，则返回步骤(21)以检查制冰机是否在运转以及盒开关是否闭合。如果低压开关闭合(25)，则将时延(26)设置为预定时延(优选地，大致10分钟)。在此之后，系统检查时延是否结束(27)。如果时延未结束，则再次检查。如果时延结束，则闭合控制板上的CVD继电器8(29)以及激励冷凝单元2上的接触器线圈7(31)。

在此之后，系统检查冰盒是否满(33)。如果盒未满，则继续检查以判断盒何时满。如果盒满，则关断制冰机(35)并抽空直到LPC6断开(37)。在断开LPC6之后，检查制冰机是否在运转以及盒开关是否闭合(21)。

Claims (6)

1.一种在制冰机中制冰的方法，包括以下步骤：

(a)压缩汽化的制冷剂，使经压缩的制冷剂冷却以冷凝为液体，通过膨胀设备馈送经冷凝的制冷剂，以及在蒸发器中使所述制冷剂蒸发以在冰成型模具中产生冻结温度从而在制冰模式期间使水冻结成模具腔的形状的冰；

(b)通过分离互连在冷凝器和膨胀设备之间的接收器内部的气态和液态制冷剂并且从接收器向蒸发器馈送蒸汽，来加热制冰模具以在收获模式中使冰从所述制冰模具中释放，其中冰成型模具、蒸发器和接收器被设置在制冰机单元中，并且压缩机和冷凝器被设置在冷凝单元中；

(c)判断所述制冰机是否在运转以及冰盒开关是否闭合：

如果所述制冰机在运转并且所述冰盒开关闭合，则检查低压开关：

(1)如果所述低压开关未闭合，则返回以上步骤(c)；或者

(2)如果所述低压开关闭合，则将时延设置为预定时延；

以及

(d)判断是否已经经过了所述预定时延：

(i)如果未经过所述预定时延，则返回步骤(d)；或者

(ii)如果已经经过了所述预定时延，则重新开始所述制冰模式。

2.根据权利要求1所述的方法，其中重新开始所述制冰模式包括：闭合冷却蒸汽解冻继电器并对所述冷凝单元上的接触器线圈提供能量。

3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

判断冰盒是否在预定水平或超过预定水平：

(i)如果所述冰盒在所述预定水平之下，则继续检查以判断所述冰盒何时是满的；或者

(ii)如果所述冰盒在预定水平或超过预定水平，则关闭所述制冰机并进行抽空直到低压控制开关断开。

4.根据权利要求3所述的方法，其中在断开所述低压开关后，还包括判断所述制冰机是否在运转以及所述冰盒开关是否闭合的步骤。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述收获模式期间，通过头部压力控制阀旁路所述冷凝器，从所述压缩机向所述接收器馈送蒸汽制冷剂的步骤。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述制冰模式期间，液体制冷剂从所述冷凝器经过液体管线到达所述接收器，并且在所述收获模式期间蒸汽制冷剂经过所述液体管线到达所述接收器中。