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申请/专利权人：济南大森制冷工程有限公司;上海交通大学

摘要：本发明公开了基于结霜厚度模型预测的除霜控制系统，包括：数据采集系统包括温度传感器、CMOS摄像机、温湿度传感器、风速传感器、压差传感器，结霜预测模型，预测冷库翅片管换热器运行时表面霜层动态变化，结霜预测模型输入参数为风机回风温湿度、风机送风温湿度、翅片管表面温度、翅片管进出口压差以及翅片管进出口风速，输出参数为每个时刻的霜层厚度、霜层密度以及换热器动态热效率。本发明通过建立结霜预测模型，获取机组中结霜预测模型的相关参数，将结霜预测模型转化为每个时刻的霜层厚度、密度以及换热器总效率，并设定一个最低换热效率与结霜预测模型结合，根据对应该效率的结霜时刻，来对霜层进行除霜。

主权项：1.基于结霜厚度模型预测的除霜控制系统，其特征在于，包括：冷库系统，由冷库、换热器组成；控制系统，由数据采集设备、控制输出端口以及中央处理器组成，控制输出端口与数据采集设备均连接中央处理器；数据采集系统包括温度传感器、CMOS摄像机、温湿度传感器、风速传感器、压差传感器，其中：温度传感器设置于翅片管表面对翅片管表面温度进行采集；温湿度传感器设置于冷库内部以及换热器风机位置对风机回风温湿度、风机送风温湿度以及冷库环境温湿度进行采集；压差传感器和风速传感器分别设置于换热器进出口位置采集翅片管进出口压差和翅片管进出口风速；CMOS摄像机，配置于换热器出口位置，采集霜层图像信息；结霜预测模型，预测冷库翅片管换热器运行时表面霜层动态变化，结霜预测模型输入参数为风机回风温湿度、风机送风温湿度、翅片管表面温度、翅片管进出口压差以及翅片管进出口风速，输出参数为每个时刻的霜层厚度、霜层密度以及换热器动态热效率，利用CMOS摄像机采集霜层图像，通过边缘检测、噪声抑制或图像分割验证并修正结霜预测模型；结霜预测模型计算步骤如下：步骤一：输入空气温度、相对湿度、绝对湿度、冷板表面温度，设置初始霜层密度和霜层厚度；步骤二：获取初始霜面温度，计算空气与霜层表面之间的换热速率以及霜层表面热传导，通过换热速率以及霜层表面热传导计算霜层导热系数、吸收因子以及总热通量；步骤三：通过微分控制体积传热方程与霜层表面热传导校核霜层温度，如果两个温度相差大于0.01，则需要返回步骤二；步骤四：根据步骤一、二、三中已知参数计算霜层质量通量，霜层改变密度所占的质量通量、霜层改变厚度所占的质量通量得霜层质量通量，质量通量反映了单位时间内霜层的增重，计算下一个时间步长的霜层密度值、下一个时间步长的霜层密度值，重复步骤四，直到得出给定时间的霜层厚度与霜层密度数据；步骤五：根据预测的霜层厚度与霜层密度数据代入换热器效率计算公式，得出换热器动态热效率，当动态热效率低于设定的最低热效率时，开始除霜，获取翅片温度变化曲线，根据翅片温度变化曲线判断除霜作业情况。

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