CN103017417B - 一种蒸发器系统及蒸发器流量控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制冷设备技术领域，公开了一种蒸发器系统及蒸发器流量控制方法，该系统包括：蒸发器及流量控制阀，所述蒸发器包括多个回路，每个回路的入口均接有一个所述流量控制阀，用于根据该回路出口气态制冷剂的过热度与该回路的目标过热度的比较结果控制进入该回路的制冷剂流量。该蒸发器系统可以保证蒸发器换热能力在各个工况充分发挥，避免出现压缩机回气带液或严重过热的情况，进而提高压缩机的可靠性。

Description

一种蒸发器系统及蒸发器流量控制方法

技术领域

本发明涉及制冷设备技术领域，具体涉及一种蒸发器系统及蒸发器流量控制方法。

背景技术

蒸发器是制冷系统中很重要的一个部件，低温的冷凝液体通过蒸发器，与外界的空气进行热交换，气化吸热，达到制冷的效果。

如图1所示，是现有技术中一种典型的空调制冷系统示意图。

该制冷系统包括：压缩机1、蒸发器2、室内风机3、节流阀4、冷凝器5、室外风机6。

在现有技术中，空调室内机中的蒸发器通常采用V/A字或斜一字形，考虑到生产的便利性，每片蒸发器采用均匀布管，即每个回路具有相等管程、并且采用一个分液头等长度分液毛细管进行分液。在这种结构的蒸发器中，理想情况下每个回路流过的制冷剂流量是近似均匀的，但由于实际中采用风机形式的不同和风道中诸如压缩机、板式换热器、管路、电控盒等部件的影响，吹过蒸发器每个回路的风量是不均匀的，因此不能保证在该风量下该回路的制冷剂流量是合适的，如果该回路流量偏大，则制冷剂蒸发不完全，出口带液会引起压缩机液击；如果该回路流量偏小，则出口过热，容易引起吸排气温度过高，影响压缩机润滑效果，增加压缩机失效几率。可见，现有蒸发器这种控制方式无法保证蒸发器换热能力完全发挥出来，而且会严重影响压缩机的可靠性。

发明内容

本发明实施例针对上述现有技术存在的问题，提供一种蒸发器系统及蒸发器控制方法，保证蒸发器换热能力在各个工况充分发挥，避免出现压缩机回气带液或严重过热的情况。

为此，本发明实施例提供如下技术方案：

一种蒸发器系统，所述系统包括：蒸发器及流量控制阀，所述蒸发器包括多个回路，每个回路的入口均接有一个所述流量控制阀，用于根据该回路出口气态制冷剂的过热度与该回路的目标过热度的比较结果控制进入该回路的制冷剂流量。

可选地，所述流量控制阀为电子膨胀阀；所述蒸发器系统还包括：

温度传感器，用于获取回路出口气态制冷剂的温度；

压力传感器，用于获取回路出口气态制冷剂的蒸发压力；

控制器，用于根据所述压力传感器获取的回路出口气态制冷剂的蒸发压力及所述温度传感器获取的该回路出口气态制冷剂的温度计算该回路出口气态制冷剂的过热度，根据计算得到的过热度与该回路的目标过热度的比较结果控制该回路的电子膨胀阀的开度。

可选地，每个回路的出口均设有一个所述温度传感器和一个所述压力传感器；

所述温度传感器，具体用于采集所在回路出口气态制冷剂的温度；

所述压力传感器，具体用于采集所在回路出口气态制冷剂的蒸发压力。

可选地，每个回路的出口均设有一个所述温度传感器，所述蒸发器的出口设有一个所述压力传感器；

所述温度传感器，具体用于采集所在回路出口气态制冷剂的温度；

所述压力传感器，具体用于采集所述蒸发器出口气态制冷剂的蒸发压力，并将该蒸发压力作为各回路出口气态制冷剂的蒸发压力。

可选地，所述流量控制阀为热力膨胀阀。

可选地，所述蒸发器为铜管翅片式蒸发器、或者微通道蒸发器。

一种蒸发器流量控制方法，所述蒸发器具有多个回路，所述方法包括：

分别测量每个回路出口气态制冷剂的过热度；

根据测量得到的每个回路出口气态制冷剂的过热度与对应回路的目标过热度的比较结果控制进入对应回路的制冷剂流量。

优选地，所述分别测量每个回路出口气态制冷剂的过热度包括：

对于每个回路，分别采集该回路出口气态制冷剂的温度及该回路出口气态制冷剂的蒸发压力；

根据采集的该回路出口气态制冷剂的温度及该回路出口气态制冷剂的蒸发压力计算该回路出口气态制冷剂的过热度。

优选地，所述采集该回路出口气态制冷剂的温度包括：

通过设置在该回路出口的温度传感器采集该回路出口气态制冷剂的温度。

可选地，所述采集该回路出口气态制冷剂的蒸发压力包括：

通过设置在该回路出口的压力传感器采集该回路出口气态制冷剂的蒸发压力；或者

通过设置在蒸发器出口的压力传感器采集所述蒸发器出口气态制冷剂的蒸发压力，并将该蒸发压力作为各回路出口气态制冷剂的蒸发压力。

本发明实施例提供的蒸发器系统及蒸发器流量控制方法，对于具有多个回路的蒸发器，每个回路的入口均接有一个流量控制阀，用于根据该回路出口气态制冷剂的过热度与对应该回路的目标过热度的比较结果控制进入该回路的制冷剂流量，从而可以使蒸发器每个回路都处于一个最佳的过热度调节状态，避免了出现压缩机回气带液或严重过热的情况，使蒸发器能力得到完全发挥，同时提高压缩机的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中一种典型的空调制冷系统示意图；

图2是本发明实施例蒸发器系统的一种结构示意图；

图3是本发明实施例蒸发器系统的另一种结构示意图；

图4是本发明实施例中热力膨胀阀的工作原理示意图；

图5是本发明实施例蒸发器控制方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。

本发明实施例提供的蒸发器系统，所述系统包括：蒸发器及流量控制阀，所述蒸发器包括多个回路，在该系统中，每个回路的入口均接有一个所述流量控制阀，用于根据该回路出口气态制冷剂的过热度与对应该回路的目标过热度的比较结果控制进入该回路的制冷剂流量。这样，可以控制蒸发器每个回路都处在一个最佳的过热度调节下，避免了出现压缩机回气带液或严重过热的情况，保证蒸发器换热能力在各个工况充分发挥，同时提高压缩机的可靠性。

所述过热度是指制冷循环中相同蒸发压力下制冷剂的过热温度与饱和温度之差。在本发明实施例的蒸发器系统中，每个回路出口气态制冷剂的过热度可以根据该回路出口气态制冷剂的温度及蒸发压力来获得，即将实测温度、以及所述蒸发压力对应的蒸发温度的差值作为回路出口气态制冷剂的过热度。

为了保证蒸发器系统的正常运行和性能的充分发挥，可以对每个蒸发器回路设定一个目标过热度(即最佳的过热度)，该目标过热度可以通过实验或经验得出，不同回路的目标过热度可以相同，也可以不同，与该回路所处的位置及周围环境相关。

如果某个回路出口气态制冷剂的过热度大于设定的该回路的目标过热度，则流量控制阀增大该回路的制冷剂流量，若该路出口气态制冷剂的过热度小于设定的该回路的目标过热度，则流量控制阀减小该回路的制冷剂流量，从而可以通过设置在各回路的流量控制阀控制该回路的制冷剂流量，保证每个回路的过热度始终满足要求，避免出现蒸发不完全或蒸汽严重过热的情况，保证每一路制冷剂流量都完全发挥出制冷能力。

在实际应用中，上述流量控制阀具体可以采用电子膨胀阀或者热力膨胀阀。对此下面分别详细说明。

如果上述流量控制阀采用电子膨胀阀，则所述蒸发器系统还进一步包括：温度传感器、压力传感器和控制器。其中：

所述温度传感器，用于获取回路出口气态制冷剂的温度；

所述压力传感器，用于获取回路出口气态制冷剂的蒸发压力；

所述控制器，用于根据所述压力传感器获取的回路出口气态制冷剂的蒸发压力及所述温度传感器获取的该回路出口气态制冷剂的温度计算该回路出口气态制冷剂的过热度，根据计算得到的过热度与该回路的目标过热度的比较结果控制该回路的电子膨胀阀的开度。

在实际应用中，可以在每个回路的出口均设有一个温度传感器和一个压力传感器。也就是说，每个回路有自己独立的温度传感器和压力传感器，所述温度传感器具体用于采集所在回路出口气态制冷剂的温度；所述压力传感器具体用于采集所在回路出口气态制冷剂的蒸发压力。

另外，考虑到各回路气态制冷剂的蒸发压力与蒸发器出口气态制冷剂的蒸发压力基本相同，因此，在另一实施例中，还可以在每个回路的出口均设有一个温度传感器，仅在蒸发器的出口设有一个压力传感器。也就是说，每个回路有自己独立的温度传感器，但所有回路共用一个压力传感器，所述温度传感器具体用于采集所在回路出口气态制冷剂的温度；所述压力传感器具体用于采集所述蒸发器出口气态制冷剂的蒸发压力，并将该蒸发压力作为各回路出口气态制冷剂的蒸发压力。

如图2所示，是本发明实施例蒸发器系统的一种结构示意图。

在该实施例中，蒸发器200具有三个回路，在每个回路的入口分别设置有一个电子膨胀阀，如图2所示，分别为：电子膨胀阀211、212、213，另外，在每个回路的出口设置有一个温度传感器，分别为：温度传感器221、222、223。所有回路共用一个压力传感器，如图2中所示，压力传感器231设置在蒸发器出口，用于采集所述蒸发器出口气态制冷剂的蒸发压力，并将该蒸发压力作为各回路出口气态制冷剂的蒸发压力。

在图2中，控制器201根据压力传感器231获取的气态制冷剂的蒸发压力及各回路温度传感器获取的该回路出口气态制冷剂的温度，计算各回路出口气态制冷剂的过热度，根据计算得到的过热度与对应回路的目标过热度的比较结果控制各回路的电子膨胀阀的开度。

可以将设定的各回路的目标过热度预先通过程序写入控制器中201中，如果控制器201计算得到的某个回路出口气态制冷剂的过热度大于设定的该回路的目标过热度，则控制器201控制该回路的电子膨胀阀开大，增大该回路的制冷剂流量，若该路出口气态制冷剂的过热度小于设定的该回路的目标过热度，则控制器201控制该回路的膨胀阀关小，减小该回路的制冷剂流量，从而可以控制每个回路的过热度来保证该回路的流量始终满足要求，避免出现蒸发不完全或蒸汽严重过热的情况，保证每一路制冷剂流量都完全发挥出制冷能力。

利用电子膨胀阀，可以使有较宽的调节范围，快速响应负荷变化，并且温控准确。

如图3所示，是本发明实施例中蒸发器系统的另一种结构示意图。

在该实施例中，蒸发器300具有三个回路，上述流量控制阀采用热力膨胀阀，即在每个回路的入口分别设置有一个热力膨胀阀，如图3所示，分别为：热力膨胀阀311、312、313，图3中所示的321、322、323分别是热力膨胀阀311、312、313所带的感温包，331、332、333分别是热力膨胀阀上自带的各回路出口压力测试平衡管。

图4示出了热力膨胀阀的工作原理示意图。

热力膨胀阀的工作原理是建立在力平衡的基础上。如下图所示感温包放置在蒸发器回路出口处，其出口处温度与制冷剂蒸发温度之间存在温差(即过热度)。感温包感受到蒸发器出口温度后，使整个感应机构处于对应的饱和压力F1，该压力将通过膜片传给顶杆直到阀芯。在压力腔上部的膜片仅有饱和压力F1存在，膜片的下方有调节弹簧的弹簧力F3和由外平衡管传递的蒸发器出口压力F2，三者处于平衡时F1＝F2+F3。当进入蒸发器回路的制冷剂流量小于蒸发器热负荷的需要时，蒸发器出口蒸气的过热度增大，膜片上方的压力大于下方的压力，F1＞F2+F3这样就迫使膜片向下鼓出，通过顶杆压缩弹簧，顶杆下移阀孔开大，则供液量增大。反之当供液量大于蒸发器热负荷的需要时，则出口蒸气的过热度减小，感温系统中的压力降低，膜片上方的作用力小于下方的作用力，F1＜F2+F3，使膜片向上鼓出，弹簧伸长，顶杆上移并使阀孔关小，对蒸发器回路的供液量也就随之减少。图4所示为外平衡热力膨胀阀，当然，内平衡热力膨胀阀也同样适用。

需要说明的是，本发明实施例的蒸发器系统可以应用于各种型号和结构的蒸发器，比如，铜管翅片式蒸发器、微通道蒸发器等。所述蒸发器可以用于家用空调、商用空调、机房空调等。

相应地，本发明实施例还提供一种蒸发器流量控制方法，适用于具有多个回路的蒸发器。

步骤501，分别测量每个回路出口气态制冷剂的过热度。

步骤502，根据测量得到的每个回路出口气态制冷剂的过热度与对应回路的目标过热度的比较结果控制进入对应回路的制冷剂流量。

在实际应用中，可以利用设置在蒸发器每个回路入口的电子膨胀阀或热力膨胀阀来实现对应回路的制冷剂流量的控制，具体可参照前面的描述。

需要说明的是，在利用电子膨胀阀实现对应回路的制冷剂流量的控制时，对于每个回路，需要分别采集该回路出口气态制冷剂的温度及该回路出口气态制冷剂的蒸发压力；根据采集的该回路出口气态制冷剂的温度及该回路出口气态制冷剂的蒸发压力计算该回路出口气态制冷剂的过热度。

对于各回路出口气态制冷剂的温度，可以通过设置在该回路出口的温度传感器进行采集。

对于各回路出口气态制冷剂的蒸发压力，可以有多种采集方式，比如：可以通过设置在该回路出口的压力传感器采集该回路出口气态制冷剂的蒸发压力；或者通过设置在蒸发器出口的压力传感器采集所述蒸发器出口气态制冷剂的蒸发压力，并将该蒸发压力作为各回路出口气态制冷剂的蒸发压力。

本发明实施例提供的蒸发器流量控制方法，对于具有多个回路的蒸发器，分别根据各回路出口气态制冷剂的过热度与对应回路的目标过热度的比较结果控制进入该回路的制冷剂流量。这样，可以控制蒸发器每个回路都处在一个最佳的过热度调节下，避免了出现压缩机回气带液或严重过热的情况，保证蒸发器换热能力在各个工况充分发挥，同时提高压缩机的可靠性。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。相关之处相互参见相应部分的说明即可。

以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及设备；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种蒸发器系统，其特征在于，所述系统包括：蒸发器及流量控制器，所述蒸发器包括多个回路，每个回路的入口均接有一个流量控制阀，用于根据该回路出口气态制冷剂的过热度与该回路的目标过热度的比较结果控制进入该回路的制冷剂流量，所述该回路的目标过热度为预设值。

2.根据权利要求1所述的蒸发器系统，其特征在于，所述流量控制阀为电子膨胀阀；所述蒸发器系统还包括：

温度传感器，用于获取回路出口气态制冷剂的温度；

压力传感器，用于获取回路出口气态制冷剂的蒸发压力；

控制器，用于根据所述压力传感器获取的回路出口气态制冷剂的蒸发压力及所述温度传感器获取的该回路出口气态制冷剂的温度计算该回路出口气态制冷剂的过热度，根据计算得到的过热度与该回路的目标过热度的比较结果控制该回路的电子膨胀阀的开度。

3.根据权利要求2所述的蒸发器系统，其特征在于，每个回路的出口均设有一个所述温度传感器和一个所述压力传感器；

所述温度传感器，具体用于采集所在回路出口气态制冷剂的温度；

所述压力传感器，具体用于采集所在回路出口气态制冷剂的蒸发压力。

4.根据权利要求2所述的蒸发器系统，其特征在于，每个回路的出口均设有一个所述温度传感器，所述蒸发器的出口设有一个所述压力传感器；

所述温度传感器，具体用于采集所在回路出口气态制冷剂的温度；

所述压力传感器，具体用于采集所述蒸发器出口气态制冷剂的蒸发压力，并将该蒸发压力作为各回路出口气态制冷剂的蒸发压力。

5.根据权利要求1所述的蒸发器系统，其特征在于，所述流量控制阀为热力膨胀阀。

6.根据权利要求1至5任一项所述的蒸发器系统，其特征在于，所述蒸发器为铜管翅片式蒸发器、或者微通道蒸发器。

7.一种蒸发器流量控制方法，所述蒸发器具有多个回路，其特征在于，所述方法包括：

分别测量每个回路出口气态制冷剂的过热度；

根据测量得到的每个回路出口气态制冷剂的过热度与对应回路的目标过热度的比较结果控制进入对应回路的制冷剂流量，所述回路的目标过热度为预设值。

8.根据权利要求7所述的蒸发器流量控制方法，其特征在于，所述分别测量每个回路出口气态制冷剂的过热度包括：

对于每个回路，分别采集该回路出口气态制冷剂的温度及该回路出口气态制冷剂的蒸发压力；

根据采集的该回路出口气态制冷剂的温度及该回路出口气态制冷剂的蒸发压力计算该回路出口气态制冷剂的过热度。

9.根据权利要求8所述的蒸发器流量控制方法，其特征在于，所述采集该回路出口气态制冷剂的温度包括：

通过设置在该回路出口的温度传感器采集该回路出口气态制冷剂的温度。

10.根据权利要求8所述的蒸发器流量控制方法，其特征在于，所述采集该回路出口气态制冷剂的蒸发压力包括：

通过设置在该回路出口的压力传感器采集该回路出口气态制冷剂的蒸发压力；或者

通过设置在蒸发器出口的压力传感器采集所述蒸发器出口气态制冷剂的蒸发压力，并将该蒸发压力作为各回路出口气态制冷剂的蒸发压力。