CN100557346C - 一种进行在蒸发器上不结冰的制冷循环的设备与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于操作制冷循环的设备和方法，其中使用由一微处理器(60)控制的电磁阀(75)操纵的热气旁路系统(70，72，74)使设备蒸发表面(40)不会结冰。

Description

一种进行在蒸发器上不结冰的制冷循环的设备与方法

技术领域

本发明涉及一种制冷循环运行中防止蒸发器结冰的设备与方法。

背景技术

制冷循环具有广泛用途。其中一种当然是用于冷藏，其封闭容器内部的环境空气冷却到等于或低于冷冻温度，用于阻止例如肉、新鲜水果和其他新鲜制品等食物变坏。制冷循环的另一种用途是用于建筑物的空调系统。此外该制冷循环还用于湿空气的除湿。该用途可以是简单的干燥空气，例如家庭减湿器，大规模的果实和蔬菜干燥等场合。或者也可以生产饮用水，用于家庭、野营、公用水保持等，或者在正常供水被破坏，例如地震、洪水、火灾等等天灾或例如战争的人为灾害等等紧急事件期间，用于制备饮用水。无论如何，如图1所示，该装置和使用方法本质上都是一样的。

在图1中，压缩机1接收制冷剂气体，比如氨水、二氧化硫、氟里昂等，并对其进行压缩使压力提高。压缩使得该气体变热，变成高温高压的气体。该高温高压气体被接纳在冷凝器2内，其中该冷凝器2的热交换器具有与循环的周围空气接触的较大表面积。该高温高压气体释放一些热量到周围空气中，结果，该气体凝结成液体，虽然还是中温的，但要比进入该冷凝器的热气要凉。然后该中温高压液体流经计量装置3，该装置3可以是一个简单的喷嘴、毛细管或恒温膨胀阀，该装置3强制该液体膨胀并由此得到进一步的冷却。该冷却液体然后流到蒸发器4，蒸发器像冷凝器一样，具有较大表面积，含湿气的空气在其上方循环流通。该蒸发器可以仅仅就是一段管形材料，将它折叠成如图1所示的蛇形或压成平板状使其在给定的空间中获得更大的表面积。该管形材料上还可能附着有翼片以获得更大表面积。该蒸发器还可以是互连的中空型芯蜂窝状结构，比如汽车的散热器。这些以及许多其它的蒸发器设计在本领域是公知的。无论如何，该冷却液体通过该蒸发器4并吸收与该蒸发器外表面接触的空气的热量，当足够的被称作汽化热的热能被吸收时，该冷却液体又重新转换成气体，其温度大约与进入该蒸发器的该冷却液体相同，该吸收的热量用于该汽化过程。当该装置被用作减湿器时，该计量装置3的运行参数是这样的，经过该蒸发器4循环的低温、低压力液体的温度低于与该蒸发器外表面接触的空气的露点。该露点是该水汽在空气中的冷凝温度。因而，该冷却液体当在该蒸发器中循环时，通过该蒸发器表面吸收周围空气的热量，并蒸发。与该蒸发器接触的包含水汽的空气被冷却到低于露点的温度。在空气中的水汽然后凝结在该蒸发器上并流出该系统。该冷却气体流回到该压缩机并开始另一循环。往往在该系统的冷凝器和计量装置设备之间有一接收器，被用于储存该中温、高压制冷液，直到被计量装置需要。

如图1所示的装置，当其用途仅仅是用于冷却和/或干燥空气时，形成在该蒸发器上的冷凝水是可以直接排掉的。当其用于收集适于饮用的水时，在该蒸发器之下设一蓄水池。必须小心操作以保证那些水是符合饮用条件下获得的，而且还需如此保存到收集之后。这可通过如下来实现，即制造与湿空气或该凝结水接触的该蒸发器、该蓄水池和该装置任何其他的一部分，尽可能地采用无污染材料或涂敷或把可能污染材料填充无污染类型。此类原料可以为不锈钢、玻璃和许多聚合材料，这些聚合材料比如聚氯乙烯、特氟纶等等。为保证收集到的水是适于饮用的，还经常使用下列手段，如以紫外线照射该水、臭氧气泡洗涤、加碘或其他的抗微生物的化学试剂等等。

上述装置在55°F(12.8℃)之上的环境空气温度将可以可靠地运行。然而，当该制冷设备的运行环境气温低于55°F(12.8℃)时，例如可能在冷藏单元、果实和蔬菜产品干燥室和肉储藏库中遇到这种情况，或当饮用水需要以及周围温度是低于55°F(12.8℃)时，比如在晚上或在冬季，该制冷设备就会遇到问题。该问题就是，如水蒸汽，当其在等于或低于55°F(12.8℃)时，水蒸汽就会在该如图1所示装置的蒸发器表面上冷凝，由于通常使用制冷器的热力学特征和该装置的正常工作模式，通常该蒸发器表面实质温度为低于32°F(0℃)，因此，水蒸汽被迅速地进一步冷却。在温度等于或低于32°F(0℃)时，该冷凝水冻结，结冰形成在该蒸发器上。在环境空气温度低于55°F(12.8℃)时，也就是说和该蒸发器表面上的水接触的空气不能提供充分的附加热来抵消该冻结条件。其结果是，结冰在该蒸发器表面上形成，并作为绝热体，将该蒸发器表面和该湿空气隔开从而妨碍该装置的运行。当这种情况发生时，通常的补救方法就是关掉该压缩机，停止该装置，直到该结冰融化。结果就是如图1所示的该装置在环境空气温度低于55°F(12.8℃)时，装置的效率非常低。

为解决该问题，一种避免蒸发器结冰的途径就是只将该装置运行在较高的冷冻剂温度下。然而这限制了的该装置的制冷能力。此外，如果该目的是将从该环境空气中除水，那么该装置最好是运行在温度尽可能低的条件下，以便该空气尽可能接近于水的冰点，因为该空气越冷，则保留水越少。该装置运行在一较高的制冷剂温度下，则其从空气中除水的效率就越低。

一种用于抑制由于间歇导致的低效率的途径是是使用多个装置，并交替使用，以便当一个装置的蒸发器已经结冰时，该装置停止而启动另一个装置。然而，这种解决办法是昂贵的，更不必提及空间浪费。

所需要的是特别在温度低于55°F(12.8℃)情况下执行制冷循环的装置与方法，其中蒸发器无结冰。本发明就是提供这样的一种装置。

发明内容

本发明包括一设备，该设备装置允许制冷循环运行同时避免蒸发器结冰，该设备包括空调器、减湿器、制水器以及商业和个人冷藏库与冷冻机，但并不限于此。该设备包括：压缩机，该压缩机包括一进口与一出口；冷凝器，包括一进口与一出口，该冷凝器的进口与该压缩机的出口相连；计量装置，包括一进口与一出口，该计量装置的入口与该冷凝器的出口相连；蒸发器，包括一进口、一出口与一蒸发表面，该蒸发器进口与计量装置的出口相连，其出口与压缩机的进口相连；热气旁路装置，包括一进口、一出口、一开启位置与一关闭位置，该热气旁路装置的进口与该压缩机的出口相连，其出口与该蒸发器的进口或歧管的入口相连，其中：

该歧管包括一进口与多个出口，各出口分别与该蒸发表面不同位置的多个进口相连；

该热气旁路装置还与一控制器相连；该控制器用于操纵该热气旁路，其中，控制器根据第一设定点温度和第二设定点温度编程，热气旁路装置与控制器相连，以使进入蒸发器的制冷剂流体的温度维持在第一设定点温度和第二设定点温度之间，以及冷冻剂，该冷冻剂在该压缩机到该冷凝器再到计量装置以及到该蒸发器再回到该压缩机这样一制冷循环中循环流动。该控制器根据信号操纵该热气旁路。该信号可能来自任何这些可能的装置，该装置包括一个或者多个计时器、温度传感器或者热敏装置，或者能够检测结冰的装置，但不限于此。在实施例中具有一计时器，该计时器可能并入该控制器。在实施例中，包括一个或多个用于检测蒸发表面开始结冰的装置，各冰检测装置与该蒸发表面相连，如果有多个装置，则各装置与该蒸发表面的不同位置相连，并且连接到该控制器。检测冰形成的该装置可包括检测冰形的光学装置。

在本发明的一方面，该检测该蒸发表面结冰的装置包含一个或多个激光器。

在本发明的一方面，该检测该蒸发表面结冰的装置包含一个或多个霜检测器。

在本发明的一方面，该检测该蒸发表面结冰的装置包含一个或多个第一热敏装置，该热敏组件连接有一个或多个对工作负荷热敏的分组件。

本发明的一方面是以上所述设备中任何之一，其中该设备进一步包括一个或多个第二热敏装置，该装置与该蒸发表面连在一起，如果有多个装置，则每个装置均与该蒸发表面的不同位置相连，并且连接到该控制器。

本发明的一方面是上述设备，其中检测该蒸发表面结冰的装置包括一个或多个第三热敏装置，该装置与该蒸发表面连在一起，如果有多个装置，则每个装置均与该蒸发表面的不同位置相连。

在上述所有设备中，计量装置为一恒温膨胀阀。

在本发明的另一个方面，在包括该第三热敏装置的设备中，该恒温膨胀阀进一步包括一热敏组件。

在本发明的一方面，该热敏组件包括：双壁容器，包括一内部构件与一外部构件；第一空间，布置在内部构件和外部构件之间；第二内部空间，由该内部构件圈成；进口，该进口在外部构件第一端附近、在第一端中以及穿过布置，该进口与该蒸发器的出口连接；出口，该出口在外部构件第一端对面的第二端附近、在第二中以及穿过布置，该出口与该压缩机的进口连接；挡板，布置在第一空间并从外部构件第一端附近到外部构件第二端附近伸出；温度感应包，布置在该内部空间，该温度感应包与该恒温膨胀阀连接；以及导热混合物，位于该内部空间，该导热混合物与该内部构件和该温度感应包接触。

在本发明的一方面，在上述所有设备中，该热气旁路装置包括一阀。

在本发明的一方面，该阀包括一电磁阀。

在本发明的一方面，在上述任何一个设备中，各热敏装置设备均独立地包括一热电偶或者一热敏电阻。

在本发明的一方面，在上述任何设备中，该控制器包括一微处理器。

本发明的一方面为一种在该蒸发器表面不结冰时用于进行制冷循环的方法，该方法包括提供压缩机，该压缩机包括一进口和一出口；提供冷凝器，该冷凝器包括一进口与一出口，该冷凝器的进口与该压缩机的出口相连；提供计量装置，该装置包括一进口与一出口，该计量装置的入口与该冷凝器的出口相连；提供蒸发器，该蒸发器包括一进口、一出口与一蒸发表面，该蒸发器进口与计量装置的出口相连，其出口与压缩机的进口相连；提供热气旁路装置，该装置包括一进口、一出口、一开启位置与一关闭位置，该热气旁路装置的进口与该压缩机的出口相连，其出口与该蒸发器的进口或歧管的入口相连，其中：该歧管包括一进口与多个出口，各出口分别与该蒸发表面不同位置的多个进口一一相连；该热气旁路装置还与一控制器相连；提供一个或多个蒸发表面结冰检测装置，每个装置与该蒸发表面连在一起，如果有多个装置，则每个装置与该蒸发表面的不同位置相连，并且连接到该控制器；提供一个或多个热敏装置，该装置与该蒸发表面连在一起，并且连接到该控制器；提供控制器，该控制器与各检测该蒸发表面结冰的装置连在一起，并连到各热敏装置和该热气旁路装置；提供制冷剂，其在从该压缩机到该冷凝器再到计量装置以及到该蒸发器再回到该压缩机这样的一制冷中循环流动。其中：

当该检测该蒸发表面结冰的装置检测到结冰时，一信号被传送到该控制器，该控制器依次发送一开启信号给该热气旁路装置，该热气旁路设备保持开启直到该控制器收到一来自该热敏装置的信号，该信号为大于预设值，在那时该控制器向该热气旁路装置发送一关闭信号。

在本发明的一方面，上述方法中检测该蒸发表面结冰的装置包括一个或多个激光器。

在本发明的另一个方面，上述方法中检测该蒸发表面结冰的装置包含一个或多个霜检测器。

在本发明的又一方面，上述方法中，检测蒸发表面结冰的装置包含一个或多个第一热敏装置，该热敏装置连接有一个或多个对工作负荷热敏的分组件。

在本发明的一方面，上述方法中各热敏装置包括一热电偶或者一热敏电阻。

在本发明的一方面，上述方法中计量装置包括一恒温膨胀阀。

在本发明的一方面，上述方法中该热气旁路装置包括一阀。

在本发明的一方面，上述方法中该热气旁路装置包括一电磁阀。

在本发明的一方面，上述方法中该控制器包括一微处理器。

本发明的一个方面提供一种在该蒸发表面无结冰时进行制冷循环的方法，该方法包括：提供压缩机，该压缩机包括一进口和一出口；提供冷凝器，该冷凝器包括一进口与一出口，该冷凝器的进口与该压缩机的出口相连；提供计量装置，该装置包括一进口与一出口，该计量装置的入口与该冷凝器的出口相连；提供蒸发器，该蒸发器包括一进口，、出口与一蒸发表面，该蒸发器进口与计量装置的出口相连，其出口与压缩机的进口相连；提供热气旁路装置，该装置包括一进口、一出口、一开启位置与一关闭位置，该热气旁路装置的进口与该压缩机的出口相连，其出口与该蒸发器的进口或歧管的进口相连；其中：

该歧管包括一进口与一多元出口，各出口分别与该蒸发表面不同位置的多个进口一一相连；

该热气旁路装置还与一控制器相连；一个或多个热敏装置与该蒸发表面连在一起，其中如果是多个，则彼此与该蒸发表面的不同位置一一相连；提供控制器，该控制器与热敏装置连在一起并且连到该控制器；其中：

各个热敏装置测量该蒸发表面对应位置上的温度并且发送一相应信号到该控制器，其中，当该信号等于或低于预设的第一设定点温度时，该控制器发送一开启信号给该热气旁路装置，该热气旁路装置保持开启直到该控制器收到一来自该热敏装置的信号，该信号为大于预设的第二设定点温度值，在此时该控制器向该热气旁路装置发送一关闭信号。

在本发明的一方面，上述方法中计量装置包括一恒温膨胀阀。

在上述方法该恒温膨胀阀还进一步包括一热敏组件。

在本发明的另一方面，该热敏组件包括：双壁容器，该双壁容器包括一内部构件与一外部构件；第一空间，布置在内部构件和外部构件之间；第二内部空间，由该内部构件圈成；进口，在外部构件第一端附近、其中以及穿过布置，该进口与该蒸发器的出口连在一起；进口，在外部构件第一端对面的第二端附近、其中以及穿过布置，该出口与该压缩机的进口连在一起；挡板，布置在第一空间并从外部构件第一端附近到外部构件第二端附近伸出；温度感应包，布置在该内部空间，该温度感应包与该恒温膨胀阀连在一起；以及导热混合物，也位于该内部空间内，该导热混合物与该内部构件和该温度感应包接触。

在本发明的一方面，上述方法中该热气旁路装置包括一阀。在本发明的一方面，上述方法中该热气旁路装置包括一电磁阀。在本发明的一方面，上述方法中各个热敏装置独立地包括一热电偶或者一热敏电阻，并且上述方法中，该控制器可以为一微处理器。在本发明一方面，该方法进一步包括提供一信号源，该信号源与该控制器连通。该信号源可能包括一个或多个计时器、热敏装置和/或冰探测装置。在一些实施例的方法中，至少包括两个这样的信号源。

在只有一个信号源的实施例中，该信号源可能用来交替地启动和关闭该热气旁路装置。例如，在实施例中可能使用一计时器，该计时器交替地为控制器发送信号来启动和关闭该热气旁路装置。在本发明包括多个信号源的方法中，各个信号源负责使该控制器动作。例如：本发明的一方法可以包括如下步骤，该信号从一个或多个一计时器装置、热敏装置和冰探测装置发送到该控制器，引起该控制器启动该热气旁路。并且，进一步包括如下步骤，该信号从一个或多个一计时器装置、热敏装置和冰探测装置发送到该控制器，引起该控制器关闭该热气旁路。在一些实施例中，一信号源只是负责引起本控制器启动热气旁路装置，另一个信号源只是负责引起本控制器关闭热气旁路装置。在本发明的其他方法中，本信号源可能用于其他目的。

附图说明

附图仅仅帮助读者理解本发明。它们并不意味着也不应被看作是以任何方式限制本发明的范围。

图1是现有技术制冷循环设备示意图。

图2是本发明的具有毛细管计量装置和热气旁路的制冷循环设备示意图。

图3是本发明的具有TXV计量装置和热气旁路的制冷循环设备示意图。

图4是本发明的热敏组件示意图。

图5是本发明装置的一部分的示意图，该部分包括位于本蒸发器表面的多个结冰检测器、热气旁路歧管系统和控制器，该控制器把两者结合以防止在蒸发器表面上结冰。

图6是本发明的冷冻机实施例的制冷循环设备示意图，其中示出了与控制器通信联系的几个典型信号源。

定义：

计时器或者计时装置，意指对事件进行计时的任何已知设备或者方法，包括与本控制器成一体的计时电路，比如用作本控制器的微处理器中的计时电路，但不限于此。

所述的″制冷剂″或者″制冷剂气体″指一种流体，其液态沸点低于水。如氨、二氧化硫，氟里昂等等，但不限于此。

所述的“压缩机”指能够对流体，包括液体和气体进行加压的任何装置。在本发明中，该压缩机特别能够压缩气体。许多这样的装置熟知于文献，任何这样的装置都在本发明范围之内。

所述的“冷凝器”指能够将从压缩机接收压缩或者加压气体、从该压缩气体释放热能而转换成液体，而其压力实质上保持和压缩机建立起的一样。此类装置同样熟知于文献，并且任何这样的装置都在本发明的范围之内。

所述的“计量装置”或者“计量设备”，两者都是指能够接收从进口进入的第一压力的液体并以第二降低了的压力在其出口把该液体排出的装置。此类装置可以是简单的喷嘴、包含浮动活塞的喷嘴、节流器、毛细管和恒中温膨胀阀(TXV)等等，但不限于此。这些及类似装置熟知于文献，诸如此类都在本发明的范围之内。

所述的“蒸发器”或者“蒸发器组件”两者都是指那种具有较大的外表面积，在这里被称作“蒸发表面”，含水蒸气的空气在其表面上方流动，当该蒸发器内部液体的温度低于其上方流动的气流露点温度，水蒸汽在空气中将冷凝在该蒸发器的外表面并且由于重力会使其流下，同时，该蒸发器内部的液体蒸发成一气体。

所述的“热气旁路”，“热气旁路设备”或者“热气旁路装置”，全部都是指一种装置，它能够可控制地将一热流体从第一位置传送到第二位置，而该第二位置有冷流体，于是两流体混合，同时经过以不同的路径设置的其他设备，该路径将第一位置与第二位置连在一起。“流体”可以指气体或者液体。就热气旁路而言，“开启信号”是指这样一信号，当该热气旁路收到该信号时，造成该热气旁路开启并且允许该热流体流动并且与该冷流体混合。相反，“关闭信号”是指这样一信号，当该热气旁路收到该信号时，造成该热气旁路关闭并且终止该热气与该冷流体的混合。

“可控制传送”是指该装置能够开启和关闭以致于只有一定数量的热流体被传送并且根据维持流体选定温度的需要与冷流体混合，其中该温度维持由冷热流体混合而产生。

所述的“制冷循环”是指众所周知的热力循环，过程如下：气体经压缩变成一高温、高压气体，伴随着热能释放到外部环境，该高温，高压气体经冷凝而成一中温、高压气体，该中温、高压气体通过一计量装置膨胀而得到一低温、低压液体，该低温、低压液体由于蒸发作用伴随着从外部环境吸收热量而得到一低温、低压气体，再压缩的该低温、低压气体就继续开始循环。在某种意义上，该制冷循环被认为是一冷却设备。然而，如果与该蒸发器外面保持接触的空气包含了水蒸汽并且该蒸发器内的冷流体低于该空气的露点，那么水将冷凝在该蒸发器外面以致除去空气中的水蒸汽。因而，制冷循环可以被认为既是一除水设备又是一冷却设备。所提及的术语″高温″、″中温″和″低温″，当其表示该装置中的制冷液/气体时，这些术语严格上说是相对而言的，那就是说，″高温″温度比″中温″高，″中温″又比″低温″高。用绝对的温度或温度范围来理解或操作本发明的装置和方法是无用的，除非特别地提出，因为这些取决于使用的制冷剂，制冷剂在该压缩机的增压程度，从该冷凝器中必须对高温、必须在高温高压气体除去从而获得一液体的热量等等，这些都是专业人士可以用标准热力学原理容易测定的。

所述的″热敏设备″是指这样一种装置，它能够在一特定位置测量温度，包括温度计、热电偶、热敏电阻等等，但不限于此。

所述的″控制器″指这样一装置，其能够基于一接受信号引发一动作。例如，控制器在收到来自一个或多个计时器、热敏设备或结冰检测装置的有关信号时，能够造成该热气旁路开启或关闭，从而允许或者阻止高温气体与低温液体的混合。该控制器内部组合零件可以是机械的、电的或者光学的。在本发明优选实施例中，控制器是一微处理器。在一些实施例中，该控制器可以包括信号源。例如该控制器可以是一具有积分计时器的微处理器。

所述的″恒温膨胀阀″或者″TXV″是指在制冷文献中众所周知的装置，通常用于制冷系统是为了将该系统中从冷凝器来的中温、高压液体经膨胀而变成低温、低压液体。

所述的″热敏气包″是指在制冷文献中众所周知的装置，其在特定时间控制经TXV膨胀高压中温液体量。

所述的″热敏组件″是指热敏气包与双壁容器和导热混合物的组合，另见别处描述。

“导热混合物”是指一热传导材料，它能够在材料的一区准确而迅速地把温度传递到该材料的另一区。

所述的″双壁容器″是指具有内壁和外壁以及在内外壁之间空间的容器。例如，双壁容器是通常的热水瓶，但不限于此。事实上，基于说明书中披露的内容，将一热水瓶用于构成本发明的″双壁容器″，这种修改对本领域技术人员来说是显而易见的。

所述的由一构件构成的“外接”空间简单地说就是在容器内部的容积，例如在罐头、杯子、热水瓶或瓶子的容积，其容积由罐头、杯子、热水瓶或者瓶子的内表面唯一决定和限制。

所述的″挡板″是指被放入管道中流体流路上从而继续流动的局部障碍物，该流体必须越过该局部障碍物，因此该流体通过阻隔区的路程的有效长度大于没有挡板的情况，因此，该流体在该管道的那一部分停留时间更长。

所述的″热气旁路阀″是指任何方式的阀，该阀可以放在管道中，开启和关闭该阀则允许或者阻止该流体在该管道中的流动。例如，热气旁路阀可以是针形阀、旋阀、内部活塞电磁阀和零-微分电磁阀，但并不限于此。

″电磁阀″是众所周知控制装置，其用电磁力用于移动活塞，从而该移动引起包含螺旋管的另一个装置或者装置另一部分启或停止，开启或者关闭等等。

臭氧是氧气的三原子形式；即O₃。

″臭氧发生器″是指一种将氧气制造成臭氧的装置。普通类型的臭氧发生器有电晕放电发生器、圆柱形的电介质发生器、静电发生器和西门子型发生器。本发明的装置可以和这些臭氧发生器中任何一个一起使用。然而，本发明目前优选实施例中使用静电臭氧发生器。

″多孔玻璃″是指以一定温度将玻璃珠或者玻璃纤维熔合在一起，从而形成相对坚固的玻璃品，例如，盘、实心玻璃管、垫子等等，但是其有足够的孔让气体以依赖于该孔尺寸的气泡尺寸分散通过。所述的″多孔玻璃分散装置″是这样一装置，其位于蒸发器底下收集水的蓄水池中，该装置连接有一臭氧发生器，从而来自发生器的臭氧流出并在蓄水池中分散成小的气泡。

″热电偶″是这样的装置，该装置包括结合的两种不同类金属，从而在接触点之间产生电势差作为在该接触点之间温度差的量度。″露点″是指常压下对空气进行冷却而使水汽含量达到饱和的温度。饱和状态的空气是指在一给定的温度与压力下，没有水蒸汽凝结成液态水时，空气中可能存在水蒸汽的最大值。在温度低于该露点时，水蒸汽在空气中凝结成液态水。

″微处理器″是指根据计算机程序要求进行编译和执行指令的一集成电路，包含算术、逻辑和控制回路。

所述的术语″大约″在所有给定值的±5％。

具体实施方式

在背景技术中描述的图1示意地描述了现有技术标准制冷循环装置。

本发明涉及这样一装置，其运行制冷循环时，能够避免该蒸发器表面上的结冰。同时，该装置事实上在任何温度下运行都不会结冰，因此它在环境温度低的情况下特别有用；即温度低于大约55°F(12.8℃)甚至等于或低于结冰温度(低于32°F(0℃))。环境温度越低结冰问题就越突出，从而该装置效用就越大。″环境气温″意思是该装置外部周围的大气温度。

本发明的优选实施例是一种在环境温度从任何温度直到大约55°F(12.8℃)时都能够避免蒸发器结冰的装置。

为了实现上述目的，本发明的装置包括一热气旁路，其允许压缩机高温、高压气体输出，并与计量装置输出的低温、低压液体以可控制的方式在靠近计量装置输出端的位置混合。例如，适用的计量装置可以是一简单的喷嘴、一包含浮动活塞的喷嘴、一毛细管或者一恒温膨胀阀(TXV)。该热气旁路与一控制器连通。该控制器还与一个或多个信号源，比如计时器、测冰仪或温度传感器连接。在使用温度传感器的具体实施例中，一些传感器置于蒸发器进口附近或该蒸发器表面的几个不同位置上。如果传感元件置于蒸发器进口附近，则该温度传感器测量进入该蒸发器的低压液体的温度，或在放置传感器的该蒸发器表面温度，并向控制器提供与该温度对应的信号。在本实施例中，该控制器包括一低温设定值和一高温设定值。当该温度传感器向该控制器发送一温度信号，其中该信号是等于或低于该低温设定值时，该控制器控制该热气旁路开启，允许来自该压缩机出口的热气与进入该蒸发器冷液体混合，使其变中温。该更温热的液体只要较少热量就会蒸发，而不需要从该蒸发器表面的气流或者上面冷凝水中吸收同样多热量。从而，该蒸发器表面上的水就不会冷到冰点而结冰。当该温度传感器向该控制器发送一信号时，其中该信号等于或高于该高温设定值，则该控制器控制该热气旁路关闭。从而该热气旁路能在几度的华氏温度之内对通过该蒸发器的流体温度进而对该蒸发器表面以及表面上冷凝水进行精确控制。该蒸发器表面上的水温度能恰好维持在零度以上而不结冰，这导致在以下两个方面具有最大效率，即从与该蒸发器接触的周围空气中提取尽可能多的水并避免由于蒸发器结冰而造成的停机。

本发明的热气旁路可由一单进口和一单出口单元构成，而在这样情况下，该出口通常是与计量装置的出口可操作地连在一起(或者说是蒸发器的进口，如同图1所示，蒸发器的进口实际上与计量装置出口一样，因为该计量装置是与该蒸发器的进口连在一起的)。然而，在本发明的范围之内，该热气旁路包括的歧管有一个进口与该压缩机的出口连在一起，而多个出口与该蒸发器表面各个位置的进口连在一起。这种布广泛并最方便地用于连接多个结冰传感器，这些传感器同样地位于该蒸发器表面各个位置。该热气旁路歧管的进口可以布置在从该传感器在该系统内制冷剂逆流方向任何需要距离上游位置上。当传感器感应到一局部结冰时，它将发送一信号到该控制器，控制器将依次发送一信号给该歧管来开启在传感器上游的电磁操作阀，但不限于此。用这种方式，可以对该蒸发器表面温度进行精确、局部控制。后面描述的装置和方法对于使用非常大的蒸发器表面特别有用。

本发明的上述装置将实现本发明的目的，也就是说，在任何温度下避免蒸发器结冰同时在制冷循环中运行，然而，在最恶劣的条件，如环境空气温度低于55°F(12.8℃)，甚至低于32°F(0℃)，该制冷循环依然能特别有效地连续运转。在持续运行非常长时间内，也将特别有用。然而，在大于55°F(12.8℃)的温度，本发明的装置还可以进一步包括作为计量装置的热膨胀阀(TXV)，其中该热膨胀阀通过温度感应包组件来控制。该TXV也可以控制流入蒸发器的液体的温度，但是这通过控制在任何给定时间控制到达蒸发器液体量，而不是通过把热气注射到进入该蒸发器的液体流内。这样，在次恶劣条件下，也就是说，在大于55°F(12.8℃)的温度下，TXV能通过对进入该蒸发器液体温度提供额外控制程度来减少该热气旁路的一些工作负荷。TXV及控制它们的温度感应包在本领域公知。然而，这里所述的热敏组件是新颖的，该组件为本发明的装置提供控制精度至上的TXV，即使该装置在蒸发器表面没有结冰情况下操作。

该热敏组件包括一热阱，其中放有一标准温度感应包，该热阱的结构设计成可以迅速地把存在于该蒸发器出口的气体温度微小变化传递到该温度感应包，从而能够精确控制该TXV的运行。为了实现本发明，该热阱有一挡板环形空间，该液体制冷剂在进入该蒸发器之前通过该挡板环形空间。该挡板增加了其在环形空间内的停留时间，是为了保证被送到该热阱壁的液体制冷剂温度的改变。温度感应包和热阱之间的空间充满着高热导性的材料，其能迅速有效地从该热阱的壁到该温度感应包传送制冷液的温度变化。

本发明的装置还可能有一个或多个位于该蒸发器外表面各个点的霜传感器，其作为在极端温度或者延长的持续操作条件时附加防止结冰。霜检测器能够检测在表面上的最初结冰，该检测器在本领域公知并可不经修改直接用于本发明的装置中。然而，并非象传统的霜检测器中通常方式以及如果检测到结霜就简单地关掉压缩机那样，在本发明中，该霜检测器和控制器连接。当该控制器从该霜传感器接收到在该传感器附件结冰开始形成的信号，则发送一信号以开启该热气旁路。该热气旁路可以通过编程预定一短暂的时段继续保持开启状态，在该时段，少量热气注入到进入到该蒸发器的液体内。这些热气将继续流入直到该霜传感器停止发送结霜信号。另一方面，一旦该开启信号已经送到该热气旁路，该热气旁路仍然保持开启直到该霜检测器停止发送信号到该控制器，表明不再检测到结冰，此时该控制器向该热气旁路发送一关闭信号。

另一种检测结冰的装置是一个或多个激光器。该激光器将监视该蒸发器表面并对该蒸发器开始在实际上单分子厚度级的结冰进行报警。这可以以多种方式实现，如通过厚度测量用激光器去检测在激光器和蒸发表面之间距离的细微变化，但不限于此。同时还可以通过该激光器发射的光波透过所形成冰层的光波长改变来检测。以在此披露的内容为基础，其他利用激光器的方法对该领域专业人士是显而易见的，所有这类方法都在本发明的范围内。

可选择或者需要时，阻止在蒸发器表面上结冰的目前装置将采用温度传感器，该传感器探测对装置的对工作负载温度敏感的分组件表面温度，当这里所述的装置的用途是把在房间或者腔室内空气温度保持在低于水冰点即低于32°F(0℃)时，这种装置将非常有用。″分组件″是但不限于此的该装置中任何独立的部份，比如冷凝器、蒸发器、压缩机、计量装置等等。″工作负荷温度敏感″是指，当分组件必须做以把在房间或者腔室内温度维持在选择的亚冷冻温度的功增加时，分组件的表面通常是外表面温度上升。该传感器将附着于该分组件的表面，并在装置初始运行期间，连续地检测它的温度并传送该温度到该控制器。然后该控制器将识别该温度，因为在运行的早期该装置还没有时间形成结冰，该温度就作为分组件的“正常工作温度”。由于该正常工作温度不可能绝对稳定，即使在正常运行下，因此该控制器将通过编程以传送温度为基准来建立一温度范围，于是该温度范围就将作为″正常的工作温度范围″。在该装置的运行期间，该传感器将连续地检测并传送该分组件表面温度到该控制器。当该控制器收到一外面的，通常是上面的温度信号即工作温度范围，该控制器将使该热气旁路暂时开启，其结果是让一阵热气与该冷液体混合进入该蒸发器进行加温，从而融化该蒸发器表面开始形成的结冰。另一方面，该控制器使该热气旁路开启并保持开启直到该控制器收到一信号，该信号是工作温度范围的信号并且此时该控制器发送一关闭信号给该热气旁路。例如，但不限于此，在此该装置的工作负荷热敏分组件为压缩机。由于为了保持一要求的房间或室内温度，该压缩机尽力工作，从而该压缩机将轻微地升温。由于这种增加，温度将被传感器检测到并被送到该控制器，然后该控制器将对该信号译码，其中该信号表示该装置工作尽力是由于该蒸发器上结冰。于是该控制器将发送一开启信号到该热气旁路，使热气从该热气旁路中释放出来。另一个可用于检测最初结冰的分组件将是使空气流通该蒸发器表面的风机的马达。当结冰开始在该蒸发器表面形成时，在该表面上方流动并与之接触空气将与而与该32°F(0℃)的结冰保持接触，冰代替了该表面，该温度将使其在亚冻结温度。于是为了使空气温度按要求降得更低，风机将不得不继续保持更久更努力地工作，结果，该风机马达的温度将上升。当该控制器收到附着于该马达表面的一传感元件传来的温度读数，表示其在″正常的工作温度″之上，该控制器将使该热气体旁路再一次开启。其他的工作负荷热敏的分组件对专业人士来说是显而易见的，所有这些在该蒸发器表面上控制结冰形成的上述方式都可以被采用；所有这类分组件都在本发明的范围内。

本发明的装置还可能包括多个蒸发器。该蒸发器可以与歧管并联连接，该歧管依次连接该计量装置的出口、冷凝器的出口或者压缩机的出口。在各种情形下，该装置的必要附加元件将连接到该歧管。也就是说，例如，如果该歧管连接到该压缩机的出口，则冷凝器和计量装置将包括在该歧管和各个蒸发器之间。从而各个蒸发器能连接到它自己的热气旁路、温度传感器和控制器，以及可选择性地，连接到自己的TXV和热敏组件。或者多个蒸发器可以通过歧管依次连接到一单热气旁路、温度传感器、控制器、TXV和热敏组件。

图2示意地描述出了本发明的装置。该装置包括一压缩机10，其对一制冷剂气体进行压缩，在这过程中气体被加热，并且把该压缩的、热的制冷剂气体传送到冷凝器20。冷凝器20接收该热制冷剂气体，并冷凝该热的制冷剂气体，使其成为一中温的液体制冷剂，同时例如在箭头15方向把该冷凝热传递到在该冷凝器20表面上方流动并接触的气流中。一毛细管30接收该热的液体制冷剂并膨胀，成为减少温度和压力的液体。在此，一些降低了温度的液体可能已经变为气体，因此，事实上在该毛细管出口的流体是一气体和液体的混合物。然而，为了达到液体/气体经历的制冷循环的目的，该液体是重要的。该冷的液体制冷剂紧接着进入并通过蒸发器40，在其中进行与该蒸发器40内表面交换热能，该外表面与外部的循环空气接触。也就是说，该冷的制冷液通过该蒸发器40的表面从该循环空气中吸收热量。作为该吸热的结果，该冷的制冷液蒸发变成一冷的制冷剂气体。该冷的制冷剂气体的温度实质上与该该气体产生液体的温度相同，吸收的能量是汽化热。然后该冷的气体流到压缩机10接着开始重新周期循环。从压缩机10到冷凝器20到毛细管30再到蒸发器40最后回到压缩机10被称作制冷循环。然而，如果流通于蒸发器40上的空气包含了水蒸汽，并且该空气的温度降低到露点以下，以致水在该蒸发器的外表面冷凝析出，则该制冷循环还可以被认为除水循环。中本发明的一个具体实施方式中，该冷的制冷液流过蒸发器40，实际上保持在这样的温度，该温度为低于与该蒸发器表面接触的外部周围空气露点，因此，如果该空气包含水汽，该水汽就会凝结在该表面。然后该水将在重力作用下从该蒸发器表面流下，或者排除，如果该装置用于空气干燥，也或者如果该装置用于生产饮用水，则被收集到一容器。

为了使图2所示的装置运行时该蒸发器表面上没有结冰形成则该装置装配一热气旁路组件。热电偶50连接在该蒸发器40进口或者附近管线外表面上，从该管线测量得到进入该蒸发器40的冷液体的温度并发送对应于该温度的信号到微处理器60。微处理器60根据一第一和一第二设定值温度编程。第一设定值温度是一低设定温度，而第二设定值温度是一高设定温度。计算出该设定温度，作为把进入蒸发器40液体维持在需要温度，在本文的优选实施例中，该温度是在32.5°F(0.28℃)和33°F(0.56℃)间。实际的设定温度将以制造该管线材料的热力学特征和该热电偶的敏感性为基础而改变。例如，如果该管线是由高导热性能的铜组成，则设定温度接近于该需要的液体温度，但不限于此。另一方面，如果该管线由导热性能较差的钢组成，那么该温度的设定必须考虑该管线外表面与该线路内液体相比在温度变化方面的滞后时间。确定合适的高、低温度设定点实质上是靠经验的，但是以本文披露内容为基础对本领域专业人士来说是容易的。

当微处理器60接收到一来自热电偶50的温度信号时，其中该信号等于或低于该低温度设定点温度，微处理器60发送一信号到电磁阀75，然后电磁阀75被致动。当电磁阀75被致动时，电磁阀75使热气旁路阀70开启。当热气旁路阀70开启时，从该压缩机10出口侧72流出的热气被传送到蒸发器40的入口侧，在那里与该冷液体混合，该热气可能包含一些冷气体和中温的液体。当由微处理器60收到的该温度信号在等于或高于第二高温设定点温度时，该微处理器停止发送信号到电磁阀75，然后使其停止，允许热气旁路阀关闭。用这样的方式，该进入蒸发器40的液体温度可以精确控制。

替代简单的毛细管，计量装置也可以是如图3所示的一TXV。如果是这样的话，通过TXV33膨胀的热液体制冷剂量由温度感应包35控制，该温度感应包35位于热阱38(图4)。在本发明目前的一优选实施例中，该热阱/温度感应包位于该蒸发器的出口。然而，该热阱/温度感应包也可能位于其他的位置，比如在该蒸发器的进口。热阱38例如是一双壁的圆筒，具有壁100、101和在它们之间的空间110，但不限于此。空间110包含一挡板或者系列分离挡板120，其遍及空间110。热阱38还有一进入空间110的进口112和一从空间110出来的出口113。该热阱38的温度源自于从进口到蒸发器40的冷制冷液的温度。这可以通过使穿过空间110而进入蒸发器40之前的冷制冷液转向来实现，其中在该空间，液体围绕挡板120流动。这导致液体与内壁101接触足够时间，使其内壁被冷到与该液体相同的温度，然后通过出口113出来并进入蒸发器40。同时用这样的方式，该液体与内壁101接触了充分长的时间以致于其内壁101的温度将转换以反映该液体温度的改变。温度感应包35是由导热混合物130绕制而成该物质能迅速有效地导热，因此内壁101上的温度改变能迅速有效地被送到温度感应包35。例如这类物质有，相变导热混合物(PCTC)，如铬化物T725，MPU3/7氧化铝或者银化物。温度感应包35包含一气体，例如一种″C″类型气体，其对压力极端地热敏，并不仅限于此。然而，当热阱38内的温度由于该蒸发器40入口气体温度下降而下降时，温度感应包35内的压力降低。由于该压力下降，在TXV33内的一弹簧(未示出)由于受到温度感应包35内气体的压力压缩，被推向并关闭TXV33内的隔膜(未示出)，其结果导致在TXV33内制冷剂的流动受到限制。TXV33、温度感应包和它们的运行对本领域技术人员来说是显而易见的。然而，使用带挡板热阱38和热导混合物130以得到从该冷制冷液到温度感应包35的小温度改变的迅速传递，这是本发明的一部分并是新颖的。

本发明的TXV/温度感应包/热阱能有效地防止环境空气温度高于大约55°F(12.8℃)时蒸发器40的结冰，然而，当气温低于大约55°F(12.8℃)时，该TXV/温度感应包/热阱系统不能够充分地控制该蒸发器输入侧上液体的温度以阻止该蒸发器表面的结冰。因此，在温度低于大约55°F(12.8℃)，本发明的热气旁路开始运行。热电偶50连接在连接TXV33和蒸发器40的管线的外表面，从该管线测量得到进入该蒸发器40的冷液体的温度并发送一相应的温度信号到微处理器60。微处理器60根据一第一和一第二设定值温度编程。第一设定值温度是一低设定温度，而第二设定值温度是一高设定温度。如上所述，计算该设定点温度，作为将把进入蒸发器40的液体维持在需要温度的温度，正如它们是计量装置为一毛细管时那样。因此，在本发明目前的优选实施例中，理想的是，把进入该蒸发器的制冷液温度维持在32.5°F(0.28℃)和33°F(0.56℃)之间，相应地设置该设定点温度。然而，如果将本发明的装置作为冷冻机使用，用于把环境空气冷却到低于32.5°F(0.28℃)，那么该制冷液的温度实质上必定更低，同时设定点温度设置也更低，这样以维持其更冷的温度。因此，该设定点温度的值将取决于该装置用于何处，以在本书中披露的为基准，该温度的确定对本领域专业人士来说是力所能及的。

当微处理器60接收到一来自热电偶50的温度信号，其等于或低于该低温度设定点温度，则微处理器60发送一信号到电磁阀75，然后电磁阀75被致动。当电磁阀75被致动时，电磁阀75使热气旁路阀70开启。当热气旁路阀70开启时，从该压缩机10出口侧72流出的热气被传送到TXV33的出口侧74，在那里与该冷液体混合，该热气可能包含一些冷气体和中温的液体。当由微处理器60收到的该温度信号在等于或高于第二高温设定点温度时，该微处理器停止发送信号到电磁阀75，然后使其停止，允许热气旁路阀关闭。用这样的方式，可以精确控制进入该蒸发器40液体的温度。

本发明的装置可以包括一热气旁路多歧管和一多个结冰传感器。如图5所示，在图5中，多个结冰传感器240用于监视蒸发器表面290结冰的形成。检测点240可以包括直接连接到该蒸发器表面的传感器，例如温度传感器或者霜传感器，也或者它们可以采用像激光束对准该表面的情形，以遥控的方式监视该表面。无论如何，从该传感器来的信号通过连接件250连接汇集到总线210，或者它们直接发送到一控制器200。连接件250可以是固定导线或者也可以包括无线电信号连接件，并不限于此。图5描述成导线只是用于帮助理解。当控制器200从一个或多个传感器240接收到一信号时，控制器200发送一信号到热气旁路多歧管220。多歧管220有一进口270，其连接到压缩机的出口(未出示)。因此，多歧管220包含有来自压缩机出口的高温气体。当该多歧管接收一来自控制器200的信号时，适当的管线或者管线260开启以便高温气体可以从一个或多个进口230进入蒸发器表面290。开启和关闭该线路是由电磁阀控制，但不限于此。以本发明的披露内容为基础，其他控制该线路的开启和关闭的方法，对于本领域专业人士是显而易见的，因此在本发明的范围之内。进口230位于结冰传感器240上游任意位置，就是说在与该系统内制冷剂流动方向相反(例如，制冷剂从285进入蒸发器并从280离开)。因此，高温气体将在230进入该蒸发器并与在那里制冷液混合，其结果是沿下游方向使该蒸发器表面升温。管线260将仍然打开直到控制器200停止收到来自传感器240的信号，或者当该传感器是温度传感器时，直到控制器200接收一来自传感器的信号，该信号表明其一选择的第二设定点温度(该第一设定点温度表明结冰的一个低温)已经达到。此时，控制器200发送一信号到热气旁路多歧管220去关闭管线260，因此不再有高温气体通过进口230与该制冷剂混合。用这样的方式，能实现非常精确地控制该蒸发器表面上结冰。

根据要求，在连接冷凝器20和TXV30的管线中可以包括一接收器(未出示)。该接收器如同贮存器，容纳该中温、高压制冷液直到计量装置需要它。

在图6示出的另外实例中，示出了本发明的另一个用于冷冻机的实施例。在本实施例中，该微处理器可以接收一来自计时器300的信号。当微处理器60接收到一来自计时器300的时间信号时，微处理器60发送一信号到电磁阀75，然后电磁阀75被致动。当电磁阀75被致动时，电磁阀75使热气旁路阀70开启。当热气旁路阀70开启时，从该压缩机10出口侧72流出的热气被传送到TXV33的出口侧74，在那里与该冷液体混合，该热气可能包含一些冷气体和中温的液体。当设定的终止时间达到时，该计时器300通过本微处理器发信号到电磁阀75，然后使其停止，允许热气旁路阀关闭。用这样的方式，该进入蒸发器40的液体的温度被非常精确控制。循环之间期间以及每个循环的长度可以预置或者根据在给定时间内该装置的运行环境而动态地调整。

在其他的实施例中，微处理器60可以接收来自超过一个的信号源。例如，除已经论述的计时器之外，图6还包括一温度传感器或者热敏设备310和一测冰仪或者冰冻检测装置320。在可选择实施例中，仅仅有一个传感器(温度传感器310或者测冰仪320)，而不是同时包括两者。引起该控制器200去启动该热气旁路的信号可以不同于关闭该热气旁路的信号。下面的表格揭示了可能的组合。

促使热气旁路启动的信号源	促使热气旁路关闭的信号源
		时间	时间
温度	温度
		结冰检测	结冰检测
时间	结冰检测

温度	时间
		结冰检测	温度
时间	温度
		温度	结冰检测
结冰检测	时间

从该表格可见，在包括超过一个信号源的本发明实施例中，，其各个信号源分别可以响应以引起该控制器动作。例如本发明的实施例中可以包括这样信号的利用，其中该信号从计时器装置、热敏装置以及结冰探测装置中一个或者多个被控制器接收，使控制器引起该热气旁路开启。并且，然后使用来自计时器、热敏装置和/或结冰探测装置中一个或多个的信号，该信号由该控制器接收并使该控制器引起该热气旁路关闭。在一些实施例中，一个信号源可以仅仅负责引起控制器启动热气旁路装置，而另一个信号源只是负责引起本控制器关闭热气旁路装置。在另一些实施例中，该信号源也可以用于两个目的任何之一。

当本发明的装置用来制备饮用水时，在该蒸发器的下面放一容器，用于收集流下的水。该容器由一无污染材料制成，例如特氟纶、聚氯乙烯、尼龙及其他人造的聚合体、不锈钢、玻璃等等或填充或包覆有这类材料，但不限于此。目前用于包覆所有与水接触的部件的优选材料是珐琅，常见于FDA(食品及药物管理局)广告。该容器可以简单地放在该蒸发器的下面或者也可能装在该蒸发器的下部以提供一个紧凑的便携装置。另外，容器可以装有一多孔玻璃气体分散元件，其连接到臭氧发生器上，从而臭氧能够气泡通过该收集到的水来抑制微生物的生长并保持该水的纯净。本发明的用于收集饮用水的装置同时可以包括一个或多个过滤器，该过滤器例如为活性炭、石灰石沉积过滤器，来进一步保证该收集水的饮用性。

因此，本发明将被理解为是提供一种防止蒸发器表面在制冷循环运行期间结冰的装置和方法。尽管一些的实施例和例子已经用于描述本发明，但对本领域专业人士来说，在没有脱离本发明的范围情况下，根据本说明书所披露的内容而对所述实施例和例子作出改变是显而易见的。其他的实施例在如下权利要求范围之内。

Claims (53)

1.一种设备，包括：

包括一进口和一出口的压缩机；

冷凝器，包括一进口与一出口，其中该冷凝器的进口与该压缩机的出口相连；

计量装置，包括一进口与一出口，该计量装置的入口与该冷凝器的出口相连；

蒸发器，包括一进口、一出口与一蒸发器表面，该蒸发器进口与计量装置的出口相连，其出口与压缩机的进口相连；

热气旁路装置，包括一进口、一出口、一开启位置与一关闭位置，该热气旁路进口与该压缩机的出口相连，其出口与该蒸发器的进口或歧管的入口相连；其中：

该歧管包括一进口与多个出口，各出口分别在与该蒸发器表面的不同位置上的多个进口中不同的一个相连；

该热气旁路装置还与一控制器相连；

一个或多个用于检测蒸发的表面开始结冰的装置，各检测装置与该蒸发表面相连，如果有多个装置，各装置与该蒸发表面的不同位置相连，并且连接到该控制器；

控制器，其与各检测该蒸发表面结冰的装置连在一起，并连到该热气旁路装置，其中，所述控制器根据第一设定点温度和第二设定点温度编程，热气旁路装置与控制器相连，以使进入蒸发器的制冷剂流体的温度维持在第一设定点温度和第二设定点温度之间；以及

制冷剂，该制冷剂在从该压缩机到该冷凝器再到计量装置以及到蒸发器并再回到该压缩机这样的一制冷循环中循环流动。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，该检测该蒸发表面上结冰的装置包含一个或多个激光器。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，该检测该蒸发表面上结冰的装置包含一个或多个霜检测器。

4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，该检测该蒸发表面上结冰的装置包含一个或多个第一热敏装置，该热敏装置连接有一个或多个对工作负荷热敏的该设备的分组件。

5.如权利要求1，2，3或4中任何一个所述的设备，其特征在于，包括一个或多个第二热敏装置，该装置与该蒸发表面连在一起，其中如果有多个装置，则各装置与该蒸发表面的不同位置相连，并且连接到该控制器。

6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，该检测该蒸发表面上结冰的装置包括一个或多个第三热敏装置，该装置与该蒸发表面连在一起，如果有多个装置，则各装置与该蒸发表面的不同位置相连。

7.如权利要求1所述的设备，其特征在于，计量装置包括一恒温膨胀阀。

8.如权利要求6所述的设备，其特征在于，计量装置包括一恒温膨胀阀。

9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，该恒温膨胀阀包括一热敏组件。

10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，该热敏组件包括：

双壁容器，该双壁容器包括一内部构件与一外部构件；

第一空间，布置在内部构件和外部构件之间；

第二内部空间，由该内部构件圈成；

进口，所述进口布置成在外部构件的第一端附近、在第一端中以及穿过第一端，该进口与该蒸发器的出口连在一起；

出口，所述出口布置成在与外部构件第一端对面的第二端附近、在第二端中以及穿过第二端，该出口与该压缩机的进口连在一起；

挡板，布置在第一空间内并从外部构件第一端附近延伸到外部构件第二端附近；以及

温度感应包，布置在该内部空间内，该温度感应包与该恒温膨胀阀连在一起；以及

导热混合物，也位于该内部空间内，该导热混合物与该内部构件和该温度感应包接触。

11.如权利要求1所述的设备，其特征在于，该热气旁路装置包括一阀。

12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，该阀包括一电磁阀。

13.如权利要求4或6所述的设备，其特征在于，各热敏装置均独立地包括一热电偶或者一热敏电阻。

14.如权利要求1所述的设备，其特征在于，该控制器包括一微处理器。

15.一种用于进行在该蒸发器表面不结冰的制冷循环的方法，包括：

提供压缩机，该压缩机包括一进口和一出口；

提供冷凝器，该冷凝器包括一进口与一出口，其中该冷凝器的进口与该压缩机的出口相连；

提供计量装置，该装置包括一进口与一出口，其中该计量装置的入口与该冷凝器的出口相连；

提供蒸发器，该蒸发器包括一进口，一出口和一蒸发表面，该蒸发器进口与该计量装置的出口相连，其出口与该压缩机的进口相连；

提供热气旁路装置，该装置包括一进口，一出口，一开启位置和一关闭位置，该热气旁路装置的进口与该压缩机的出口相连，其出口与该蒸发器的进口或歧管的进口相连，其中：该歧管包括一进口和多个出口，各出口分别与该蒸发表面不同位置上的多个进口中不同的一个相连；

该热气旁路装置还与控制器相连；

提供一个或多个检测该蒸发器表面结冰的装置，各个装置与该蒸发表面连在一起，其中，如果有多个装置，则各装置与该蒸发表面上的不同位置相连，并且连接到该控制器；

提供一个或多个热敏装置，该装置连接在该蒸发表面并且连接到该控制器；

提供控制器，该控制器与各检测该蒸发表面结冰的装置连在一起，并连到各热敏装置和该热气旁路装置，其中，所述控制器根据第一设定点温度和第二设定点温度编程，热气旁路装置与控制器相连，以使进入蒸发器的制冷剂流体的温度维持在第一设定点温度和第二设定点温度之间；以及

提供制冷剂，该制冷剂在从该压缩机到该冷凝器再到计量装置以及到该蒸发器再回到该压缩机这样一制冷循环中循环流动，其中：

当该检测该蒸发表面结冰的装置检测到结冰时，一信号被传送到该控制器，该控制器依次发送一开启信号给该热气旁路装置，该热气旁路装置保持开启直到该控制器收到一来自该热敏装置的信号，该信号为大于预设值，在那时该控制器向该热气旁路装置发送一关闭信号。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，该检测该蒸发表面上结冰的装置包括一个或多个激光器。

17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，该检测该蒸发表面上结冰的装置包括一个或多个霜检测器。

18.如权利要求15所述的方法，其特征在于，该检测该蒸发表面上结冰的装置包含一个或多个第一热敏装置，该热敏装置连接有一个或多个对工作负荷热敏的该设备的分组件。

19.如权利要求15所述的方法，其特征在于，各个热敏装置包括一热电偶或一热敏电阻。

20.如权利要求15所述的方法，其特征在于，该计量装置包括一恒温膨胀阀。

21.如权利要求15所述的方法，其特征在于，该热气旁路装置包括一阀。

22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，该阀包括一电磁阀。

23.如权利要求15所述的方法，其特征在于，该控制器包括一微处理器。

24.一种用于进行在该蒸发器表面不结冰的制冷循环的方法，包括：

提供压缩机，该压缩机包括一进口和一出口；

提供冷凝器，该冷凝器包括一进口与一出口，该冷凝器的进口与该压缩机的出口相连；

提供计量装置，该装置包括一进口与一出口，其中该计量装置的入口与该冷凝器的出口相连；

提供蒸发器，该蒸发器包括一进口、一出口和一蒸发器表面，该蒸发器进口与该计量装置的出口相连，其出口与该压缩机的进口相连；

提供热气旁路装置，该装置包括一进口、一出口、一开启位置和一关闭位置，该热气旁路装置的进口与该压缩机的出口相连，其出口与该蒸发器的进口或歧管的进口相连，其中：

该歧管包括一进口和多个出口，各出口分别与该蒸发表面不同位置上的多个进口中不同的一个相连；

该热气旁路装置还与一控制器相连；

提供一个或多个与该蒸发表面连在一起的热敏装置，其中如果是多个，则每个均与该蒸发表面上不同位置一一相连；

提供控制器，该控制器与热敏装置连在一起并且连到该控制器；其中：

各个热敏装置测量该蒸发器表面对应位置上的温度并且发送一相应于温度信号到该控制器，其中，当该信号等于或低于预设的第一设定点温度时，该控制器发送一开启信号给该热气旁路装置，该热气旁路装置保持开启直到该控制器收到一来自该热敏装置的信号，该信号为大于预设的第二设定点温度值，在此时该控制器向该热气旁路装置发送一关闭信号。

25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，该计量装置包括一恒温膨胀阀。

26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，该恒温膨胀阀还包括一热敏组件。

27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，该热敏组件包括：

双壁容器，该双壁容器包括一内部构件与一外部构件；

第一空间，该第一空间布置在内部构件和外部构件之间；

第二内部空间，由该内部构件圈成；

进口，在外部构件第一端附近、在第一端中以及穿过布置，该进口与该蒸发器的出口连在一起；

出口，在外部构件第一端对面第二端附近、在第二端中以及穿过布置，该出口与该压缩机的进口连在一起；

挡板，布置在第一空间并从该外部构件第一端附近到外部构件第二端附近伸出；

温度感应包，布置在该内部空间，该温度感应包与该恒温膨胀阀连在一起；以及

导热混合物，也位于该内部空间内，该导热混合物与该内部构件和该温度感应包接触。

28.如权利要求24所述的方法，其特征在于，该热气旁路装置包括一阀。

29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，该阀包括一电磁阀。

30.如权利要求24所述的方法，其特征在于，各个热敏装置独立地包括一热电偶或一热敏电阻。

31.一种设备，包括：

压缩机，包括一进口与一出口；

冷凝器，包括一进口与一出口，其中该冷凝器进口与该压缩机的出口连在一起；

计量装置，包括一进口与一出口，其中该装置的进口与该冷凝器的出口连在一起；

蒸发器，包括一进口、一出口和一蒸发表面，其中该蒸发器进口与该计量装置的出口连在一起，并且该蒸发器的出口与该压缩机的进口连在一起；

热气旁路系统，包括一进口、一出口、一开启位置和一关闭位置，其中该进口与该压缩机的出口连在一起，该出口与该蒸发器的进口或一歧管的进口连在一起，其中所述歧管包括进口与多个出口，各出口分别在与该蒸发器表面的不同位置上的多个进口中不同的一个相连；

制冷剂，从该压缩机到该冷凝器再到计量装置以及到该蒸发器最后又回到该压缩机这样一制冷循环内循环流通；

控制器，连接有该热气旁路系统，其中，所述控制器根据第一设定点温度和第二设定点温度编程，热气旁路装置与控制器相连，以使进入蒸发器的制冷剂流体的温度维持在第一设定点温度和第二设定点温度之间，以及

连接到该控制器的计时器。

32.如权利要求31所述的设备，其特征在于，还包括与该控制器连通的一个或多个冰检测装置。

33.如权利要求31所述的设备，其特征在于，还包括与该控制器连通的至少一个热敏装置。

34.如权利要求32所述的设备，其特征在于，还包括与该控制器连通的至少一个热敏装置。

35.如权利要求31所述的设备，其特征在于，该歧管包括一进口和多个出口，各出口分别与该蒸发表面上不同位置的多个进口中的不同一个相连。

36.一种用于进行在该蒸发表面不结冰的制冷循环的方法，包括：

提供压缩机，该压缩机包括一进口和一出口；

提供冷凝器，该冷凝器包括一进口与一出口，该冷凝器的进口与该压缩机的出口相连；

提供计量装置，该装置包括一进口与一出口，其中该计量装置的入口与该冷凝器的出口相连；

提供蒸发器，该蒸发器包括一进口、一出口和一蒸发表面，该蒸发器进口与该计量装置的出口相连，其出口与该压缩机的进口相连；

提供热气旁路装置，该装置包括一进口、一出口、一开启位置和一关闭位置，其中该热气旁路装置的进口与该压缩机的出口相连，该热气旁路装置的出口与该蒸发器的进口或歧管的进口相连，其中所述歧管包括进口与多个出口，各出口分别在与该蒸发器表面的不同位置上的多个进口中不同的一个相连；

提供控制器，该控制器其能操纵该热气旁路系统，其中，所述控制器根据第一设定点温度和第二设定点温度编程，热气旁路装置与控制器相连，以使进入蒸发器的制冷剂流体的温度维持在第一设定点温度和第二设定点温度之间；

提供制冷剂，该制冷剂在从该压缩机到该冷凝器再到计量装置以及到该蒸发器最后再回到该压缩机这样一制冷循环中循环流动；以及，

提供计时器，其能够发送一信号到该控制器。

37.如权利要求36所述的方法，其特征在于，进一步包括使该计时器发送一信号到该控制器的步骤，该信号引起该控制器交替地启动和关闭该热气旁路系统。

38.如权利要求36所述的方法，其特征在于，进一步包括的步骤为：提供一热敏装置。

39.如权利要求38所述的方法，其特征在于，进一步包括的步骤为：使该计时器发送一信号到该控制器，该信号引起该控制器启动该热气旁路系统。

40.如权利要求39所述的方法，其特征在于，进一步包括的步骤为：使该温度发送设备发送一信号到该控制器，该信号引起该控制器关闭该热气旁路系统。

41.如权利要求38所述的方法，其特征在于，进一步包括的步骤为：使该热敏装置发送一信号到该控制器，该信号引起该控制器启动该热气旁路系统。

42.如权利要求41所述的方法，其特征在于，进一步包括的步骤为：使该计时器发送一信号到该控制器，该信号引起该控制器关闭该热气旁路系统。

43.如权利要求36所述的方法，其特征在于，进一步包括的步骤为：提供一冰检测装置。

44.如权利要求43所述的方法，其特征在于，进一步包括的步骤为：使该计时器发送一信号到该控制器，该信号引起该控制器启动该热热气旁路系统。

45.如权利要求43所述的方法，其特征在于，进一步包括的步骤为：使该冰检测装置发送一信号该控制器，该信号引起该控制器关闭该热气旁路系统。

46.如权利要求43所述的方法，其特征在于，进一步包括的步骤为：使该冰检测装置发送一信号该控制器，该信号引起该控制器启动该热气旁路系统。

47.一种用于进行在该蒸发器表面不结冰的制冷循环的方法，包括：

提供压缩机，该压缩机包括一进口和一出口；

提供冷凝器，该冷凝器包括一进口与一出口，该冷凝器的进口与该压缩机的出口相连；

提供计量装置，该装置包括一进口与一出口，其中该计量装置的入口与该冷凝器的出口相连；

提供蒸发器，该蒸发器包括一进口、一出口和一蒸发表面，该蒸发器进口与该计量装置的出口相连，其出口与该压缩机的进口相连；

提供热气旁路装置，该装置包括一进口、一出口、一开启位置和一关闭位置，其中该热气旁路装置的进口与该压缩机的出口相连，该热气旁路装置的出口与该蒸发器的进口或歧管的进口相连，其中：

该歧管包括一进口和多个出口，各出口分别与该蒸发表面不同位置上的多个进口中不同的一个相连；

提供与该热气旁路连在一起的控制器，其中，所述控制器根据第一设定点温度和第二设定点温度编程，热气旁路装置与控制器相连，以使进入蒸发器的制冷剂流体的温度维持在第一设定点温度和第二设定点温度之间；

提供制冷剂，该制冷剂在从该压缩机到该冷凝器再到计量装置以及到该蒸发器最后再回到该压缩机这样一制冷循环中循环流动；以及

提供信号源，其与该控制器连通。

48.如权利要求47所述的方法，其特征在于，该信号源包括至少一个来自一计时器装置、热敏装置一冰检测装置的信号源。

49.如权利要求47所述的方法，其特征在于，该信号源包括至少二个来自一计时器装置、热敏装置一冰检测装置的信号源。

50.如权利要求48所述的方法，其特征在于，进一步包括的步骤为：使至少一个信号源发送信号到该控制器来启动该热气旁路。

51.如权利要求48所述的方法，其特征在于，进一步包括的步骤为：使至少一个信号源发送信号到该控制器来关闭该热气旁路。

52.如权利要求48所述的方法，其特征在于，进一步包括的步骤为：使至少一个信号源的信号被该控制器收到，使该控制器启动该热气旁路，其中该信号源选择自一计时器装置、一热敏装置和一冰检测装置。

53.如权利要求52所述的方法，其特征在于，进一步包括的步骤为：使至少一个信号源的信号被该控制器收到，使该控制器关闭该热气旁路，其中该信号源选择自一计时器装置、一热敏装置和一冰检测装置。

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