CN105066522A - 一种雾化调节结构及制冷装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蒸发冷却技术领域，尤其涉及一种雾化调节装置及雾化冷却装置，该装置可以适用于空调节能领域、环境降温领域、空间加湿领域。采用的技术方案是控制单元分别接收所述电压信号、所述电流信号，并根据所述电压信号、所述电流信号，判断所述水管管路输送的水量和所述雾化盘的转速是否满足预定量。使得水雾雾粒大小均匀，处于恒雾粒状态。解决现有的雾化装置中的雾化盘转速不能随着负载的增加或减少而同步保持雾化盘转速的增加或减少，从而避免由于水量过大雾化盘转速不够所造成的雾粒太大导致蒸发效率降低或由于水量过小雾化盘转速过高所造成的雾粒太小导致雾化面积不够及浪费雾化电机功率的缺点。

Description

一种雾化调节结构及制冷装置

技术领域

本发明涉及一种蒸发冷却技术领域，尤其涉及一种雾化调节结构及雾化装置。

背景技术

根据空调冷凝器冷却形式的不同，空调主要分水冷式空调和空冷式空调。空冷式空调也叫风冷式空调。风冷式空调主要由压缩机、冷凝器、蒸发器、四通阀、单向阀、毛细管等组件组成。压缩机吸入从蒸发器出来的较低压力的工质蒸汽，使之压力升高后送入冷凝器，在冷凝器中冷凝成压力较高的液体，经节流阀节流后，成为压力较低的液体后，送入蒸发器，在蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽，从而完成制冷循环。

提高冷凝器的换热效率可以降低压缩机的功率消耗并且可以提高蒸发器的制冷量。

为了提高风冷式空调的换热效率，目前主要是采用液体雾化蒸发冷却技术，即利用液体汽化潜热吸收冷凝器的表面及翅片温度，以提高冷凝器的换热效率。具体方法为：在制冷装置的冷凝器进风口安装一雾化装置（雾化装置通常包括液体管路、液体控制单元、雾化器），雾化器将雾化后的水雾挥洒在冷凝器的进风面，以达到降低冷凝器环境温度的目的，并降低冷凝翅片温度。现有制冷装置的雾化装置的工作方式主要有两种，一种是其中的雾化装置的转速恒定，造成在空调低负载时，转速过快，浪费水资源和雾化设备功率，在空调高负载时，转速过慢，致使雾粒过大导致蒸发效率降低；另一类的雾化装置的转速会随空调负载变化而变化（负载越大，其转速越低），当雾化装置低速运行下，其离心力较小，进而使得雾粒的尺寸较大，造成冷凝器热交换效率较低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种节约水资源、雾粒稳定，可以提高冷凝器热交换效率且节能的雾化调节结构及雾化装置。解决现有的雾化装置中的雾化盘转速不能随着负载的增加或减少而同步保持雾化盘转速的增加或减少，从而避免由于水量过大雾化盘转速不够所造成的雾粒太大导致蒸发效率降低或由于水量过小雾化盘转速过高所造成的雾粒太小导致雾化面积不够且浪费功耗的缺点。

通过以下技术方案实现本发明的技术目的：

一种雾化调节结构，应用于雾化装置，其中，包括：

第一采集装置，设置于所述雾化装置的电能单元处，用以采集所述电能单元输出的电信号并输出；

第二采集装置，设置于所述雾化装置的机械单元处，用以采集所述雾化装置中机械单元的转速信号并输出；

控制装置，分别接收所述第一采集装置输出的所述电信号和所述第二采集装置输出的所述转速信号，并根据所述电信号和所述转速信号形成一控制信号输出至所述雾化装置；

所述雾化装置的控制端接收所述控制信号，于所述控制信号的作用下调节所述雾化装置的转速，使得所述雾化装置形成预定尺寸且恒定的水雾输出。

优选地，上述的雾化调节结构，其中，所述雾化装置为高速离心式雾化器。

一种制冷装置，其中，包括：

采集单元，预设于所述制冷装置的预定功能单元处，用以采集所述制冷装置于运行状态下的工作参数，并形成采集数据输出；

控制单元，接收所述采集单元输出的所述采集数据，并根据所述采集数据输出第一控制信号，以及与所述第一控制信号相匹配的第二控制信号；

液体源单元，所述液体源单元的控制端接收所述控制单元输出的第一控制信号，并于所述第一控制信号的作用下形成一与所述第一控制信号相匹配的通道，以使得液体通过所述通道输出；

雾化单元，所述雾化单元的驱动装置接收所述控制单元输出的第二控制信号，并于所述第二控制信号的作用下驱动一雾化盘旋转，以使得所述液体单元输出的所述液体经所述雾化盘旋转产生小分子的水雾输出至所述功能单元。

优选地，上述述的制冷装置，其中，

所述功能单元包括冷凝器；

所述采集单元包括一温度传感器，所述温度传感器设置于所述冷凝器上，用以采集所述冷凝器的温度信号并输出。

优选地，上述述的制冷装置，其中，

所述功能单元包括工质单元；

所述采集单元包括一压力传感器，所述压力传感器设置于所述工质单元的输送管道上，用以采集所述工质单元内部的压缩机、冷凝器的压力信号并输出。

优选地，上述述的制冷装置，其中，

所述采集单元包括一湿度传感器，设置于所述冷凝器上，用以采集所述制冷装置当前所处环境的湿度信号并输出。

优选地，上述述的制冷装置，其中，

所述采集单元包括一电流互感器，设置于所述冷凝器上，用以采集所述制冷装置当前风机的电流信号，并形成一电流信号输出。

优选地，上述述的制冷装置，其中，

还包括一液体处理单元，设置于所述液体源单元与所述控制端之间，用以对流经所述处理单元的所述液体进行预处理。

优选地，上述述的制冷装置，其中，

所述控制单元内存储有第一控制信号与所述第二控制信号的匹配关系。

优选地，上述述的制冷装置，其中，

所述控制端由供水控制设备形成，所述供水控制设备的控制接口连接所述控制单元的第一控制信号输出端。

与现有技术相比，本发明的优点是：控制单元分别接收所述温度信号、所述压力信号、所述湿度信号、所述电流信号，并根据所述温度信号、所述压力信号、所述湿度信号、所述电流信号，判断所述供水控制设备输送的数量和所述雾化盘的转速是否满足预定量。使得雾粒大小均匀，处于恒雾粒状态。当制冷设备处于低负载状态下，供水控制设备减少水量的同时雾化调节结构降低雾化盘的转速，减少雾化功率的消耗并节约用水。当制冷设备负载增加，供水控制设备加大水量的同时雾化调节结构加快雾化盘的转速，使雾粒稳定在设定的状态，最大程度地适应冷凝器的换热需求。采用此种装置可以解决现有的雾化装置中的雾化盘转速不能随着负载的增加或减少而同步保持雾化盘转速的增加或减少，从而避免由于水量过大雾化盘转速不够所造成的雾粒太大导致蒸发效率降低或由于水量过小雾化盘转速过高所造成的雾粒太小导致雾化面积不够及浪费雾化电机功率的缺点。

附图说明

图1为本发明中雾化装置的雾粒与转速、功率的关系图；

图2为本发明中雾化调节结构的结构示意图；

图3为本发明中一种制冷装置的结构示意图；

图4为本发明中一种具体实施方式的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

如图2所示，一种雾化调节结构，应用于蒸发冷却装置，其中，包括：

第一采集装置，设置于制冷装置的电能单元处，用以采集输入到电能单元输出的电信号并输出；进一步的电信号包括电流信号和电压信号，根据P=UI（其中P为功率信号、U为电压信号、I为电流信号），通过电流信号和电压信号可以计算出电能单元的功率信号，作为进一步优选方案，本发明中，输入到电能单元的电压信号可以采用恒压源（即电压信号恒定），即功率信号与电流信号呈正比。

第二采集装置，设置于制冷装置的雾化装置处，用以采集雾化装置中雾化盘的转速信号并输出；

控制装置，分别接收第一采集装置输出的电信号和第二采集装置输出的转速信号，并根据电信号和转速信号形成一控制信号输出至雾化装置；进一步地，控制装置中存储有功率信号与转速信号的匹配关系。

雾化装置的控制端接收控制信号，于控制信号的作用下调节雾化盘的转速，使得所述雾化装置形成预定尺寸且恒定的水雾输出（即随着液体源输出的大小自动增加、保持、减少转速，从而使雾粒保持在所设定的、稳定的状态）。

如图1所示，横坐标为雾化盘的转速信号；纵坐标为雾化器的功率信号，斜线1为液体流量为L1时，雾化盘转速信号与功率信号的关系；斜线2为液体流量为L2时，雾化盘转速信号与功率信号的关系；斜线3为液体流量为L3时，雾化盘转速信号与功率信号的关系；斜线4为液体流量为L4时，雾化盘转速信号与功率信号的关系；其中L1＞L2＞L3＞L4，参见图1中的直线Q，当雾化盘的转速信号n为恒定时，随着液体流量的增大，其所对应的雾粒尺寸也随之增大，即e1＞e2＞e3＞e4（e1为流量L1对应的雾粒尺寸、e2为流量L2对应的雾粒尺寸、e3为流量L3对应的雾粒尺寸、e4为流量L4对应的雾粒尺寸），为了实现恒雾粒控制，随着液体流量的增加，按照一预定的算法，提高雾化盘的转速，进而实现恒雾粒尺寸或雾粒尺寸减小。当目标功率信号p与目标转速信号n的关系曲线（即雾粒曲线A、雾粒曲线B、雾粒曲线C）时，实现恒雾粒控制，当目标功率信号p与目标转速信号n的关系曲线（雾粒曲线D）时，当液体流量增大时，雾粒尺寸减少。

本发明中的雾化调节结构，利用上述雾化原理，通过第一采集装置采集输入到电能单元输出的电信号P*并输出；第二采集装置，设置于制冷装置的雾化装置，用以采集雾化装置中雾化盘的转速信号n*并输出；控制装置根据电信号P*和转速信号n*结合目标电信号p与目标转速信号n的匹配关系形成一控制信号输出至雾化装置；于控制信号的作用下调节雾化盘的转速，使得雾化装置将一液体源输出的液体雾化为雾粒均匀的小分子水雾输出。当p=p*，n=n*时，雾化颗粒达到设计要求，当p≠p*，和/或n≠n*，控制装置通过输出调节控制信号，使得p=p*且n=n*。通过上述方法，通过调节雾化盘的转速或者输入到电能单元的功率信号，即可实现减小雾粒尺寸的目的，雾粒尺寸的减小有益于提高热交换效率，且节约电能，另一方面也节约水资源。

作为进一步优选实施方案，上述的雾化调节结构，其中，雾化装置为高速离心式雾化器。采用高速离心式雾化器，其雾化效率较高。

如图3所示，本发明同时提出一种制冷装置，其中，包括：

采集单元，预设于制冷装置的预定功能单元处，用以分别采集制冷装置于运行状态下的工作参数，并形成采集数据输出；进一步地，功能单元包括冷凝器；采集单元包括一温度传感器，温度传感器设置于冷凝器，用以采集冷凝器的温度信号并输出。进一步地，功能单元包括工质单元；采集单元包括一压力传感器，压力传感器设置于压缩机或冷凝器，用以采集压缩机或冷凝器的工质压力信号并输出。进一步地，采集单元包括一湿度传感器，设置于制冷装置上，用以采集制冷装置当前所处环境的湿度信号并输出。进一步地，采集单元包括一电流互感器，设置于制冷装置的风机上，用以采集制冷装置的风机信号并输出。

进一步地，温度信号可为进气温度、冷凝温度、进风温度、排风温度、环境温度等。

进一步地，压力信号可为工质排气压力、进气压力、冷凝压力等。

控制单元，接收采集单元输出的采集数据，并根据采集数据输出第一控制信号，以及第一控制信号相匹配的第二控制信号；进一步地，控制单元内存储有第一控制信号与第二控制信号的匹配关系。该匹配关系可有试验可仿真方式获取，此处多匹配关系的获取方式不做进一步限定。

液体源单元，液体源单元的控制端接收控制单元输出的第一控制信号，并于第一控制信号的作用下形成一与第一控制信号相匹配的通道，以使得液体通过通道输出；进一步地，液体源可以为任何水资源，可以通过水与输水管道形成。进一步地，控制端由供水控制设备形成，供水控制设备的控制接口连接控制单元的第一控制信号输出端。第一控制信号通过供水控制设备的开度，供水控制设备不同的开度可形成不同的通道供液体流通，即供水控制设备不同的开度形成不同的水流量。

雾化单元，雾化单元的驱动装置接收控制单元输出的第二控制信号，并于第二控制信号的作用下驱动一雾化盘旋转，以使得液体单元输出的液体经雾化盘旋转产生小分子的水雾输出，雾粒扩大了进水与冷凝器的接触面积，并易于蒸发。当雾粒接触到高温的冷凝器表面而气化蒸发时，能吸收大量的热，提升其冷却效率，使制冷装置由单一的风冷形式变成风冷和水雾化冷却的混合冷却形式，从而大大提高冷凝器的换热效率，降低压缩机的功率消耗，增加蒸发器的制冷量达到提高风冷式空调能效比的目的。

本发明的工作原理是，温度传感器采集冷凝器的温度信号并输出至控制单元，压力传感器采集工质单元输出的压力信号并输出至控制单元，湿度传感器采集制冷装置当前所处环境的湿度信号并输出至控制单元，电流互感器采集制冷装置的风机信号并输出至控制单元。控制单元分别接收温度信号、压力信号、湿度信号、电流信号，并根据温度信号、压力信号、湿度信号、电流信号，判断供水控制设备输送的数量和雾化盘的转速是否满足预定量。使得雾粒大小均匀，处于恒雾粒的状态。当制冷器处于低负载状态下，控制供水控制设备减少水量同时降低雾化盘的转速；减少雾化量，节约用水。当制冷设备处于低负载状态下，供水控制设备减少水量的同时雾化调节结构降低雾化盘的转速，减少雾化功率的消耗并节约用水。当制冷设备负载增加，供水控制设备加大水量的同时雾化调节结构加快雾化盘的转速，使雾粒稳定在设定的状态，最大程度地适应冷凝器的换热需求。采用此种装置可以解决现有的雾化装置中的雾化盘转速不能随着负载的增加或减少而同步保持雾化盘转速的增加或减少，从而避免由于水量过大雾化盘转速不够所造成的雾粒太大导致蒸发效率降低或由于水量过小雾化盘转速过高所造成的雾粒太小导致雾化面积不够及浪费雾化电机功率的缺点。

上述的制冷装置，其中，还包括一液体处理单元，设置于液体源单元与控制端之间，用以对流经处理单元的液体进行预处理。进一步地，预处理包括过滤处理、和/或杀菌处理、和/或脱盐处理、和/或净化（软化、纯化）处理。经过预处理的液体（水）能够有效保护冷凝器的散热片。

另外，供水控制设备可采用流量控制或自适应控制两种控制方式，流量控制方式即可为比例阀控制或水泵控制，自适应控制即根据管路水源的具体状态形成控制参数。

下面以一具体应用实施例作具体解释：

如图4所示，一种空调，包括雾化器1、控制系统2、供水控制设备3、进水管道4、水处理系统5，其中雾化器1安装在风冷式空调冷凝器翅片进风面的前面，进水管道4的中间还设有水处理系统5和供水控制设备3并连接水源6，水源6用以存储自来水。

控制系统2包括温度传感器（采集冷凝器的温度）、压力传感器（采集冷媒压缩和输送机的压力）、电流互感器（采集雾化电机的驱动电流）、环境温度湿度传感器和智能控制板；智能控制系统根据空调的运行参数与其周围的环境温度湿度参数，预先设计调控雾化器1和供水控制设备3运行状态的参数，并通过对各个传感器与互感器采集和监测的数据与预先设计的参数进行对比判断，进而对雾化器1和供水控制设备3的运行状态进行调控，使雾化器1喷出的水雾始终呈现为大小均匀的恒雾粒最佳状态，以达到最大的蒸发冷却效果。

在使用过程中，自来水首先流进水处理系统5中，经过水处理系统5的过滤、杀菌、脱盐和净化（软化、纯化），处理后的水经过进水管道4送往供水控制设备3，开启雾化器1，于雾化器开启后的预定时间后再开启供水控制设备3，自来水通过水处理系统5净化后，沿着进水管道4送进高速运转的雾化器1，雾化器1随即喷洒出水雾实现降温。在空调低负载时，控制系统2控制供水控制设备3减少送往雾化器1的水量以及降低雾化器1中的雾化电机转速，减少喷雾量，以节约用水；在空调负载增加时，控制系统2控制供水控制设备3增加送往雾化器1的水量以及增加雾化器1中的雾化电机转速，使雾粒保持在设定的状态，不使其变粗，避免蒸发效率降低；这样就可以解决现有的雾化装置中的雾化盘转速不能随着负载的增加或减少而同步保持雾化盘转速的增加或减少，从而避免由于水量过大雾化盘转速不够所造成的雾粒太大导致蒸发效率降低或由于水量过小雾化盘转速过高所造成的雾粒太小导致雾化面积不够及浪费雾化电机功率的缺点。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种雾化调节结构，应用于雾化装置，其特征在于，包括：

第一采集装置，设置于所述雾化装置的电能单元处，用以采集所述电能单元输出的电信号并输出；

第二采集装置，设置于所述雾化装置的机械单元处，用以采集所述雾化装置中机械单元的转速信号并输出；

控制装置，分别接收所述第一采集装置输出的所述电信号和所述第二采集装置输出的所述转速信号，并根据所述电信号和所述转速信号形成一控制信号输出至所述雾化装置；

所述雾化装置的控制端接收所述控制信号，于所述控制信号的作用下调节所述雾化装置的转速，使得所述雾化装置形成预定尺寸且恒定的水雾输出。

2.根据权利要求1所述的雾化调节结构，其特征在于，所述雾化装置为高速离心式雾化器。

3.一种制冷装置，其特征在于，包括：

采集单元，预设于所述制冷装置的预定功能单元处，用以采集所述制冷装置于运行状态下的工作参数，并形成采集数据输出；

控制单元，接收所述采集单元输出的所述采集数据，并根据所述采集数据输出第一控制信号，以及与所述第一控制信号相匹配的第二控制信号；

液体源单元，所述液体源单元的控制端接收所述控制单元输出的第一控制信号，并于所述第一控制信号的作用下形成一与所述第一控制信号相匹配的通道，以使得液体通过所述通道输出；

雾化单元，所述雾化单元的驱动装置接收所述控制单元输出的第二控制信号，并于所述第二控制信号的作用下驱动一雾化盘旋转，以使得所述液体单元输出的所述液体经所述雾化盘旋转产生小分子的水雾输出至所述功能单元。

4.根据权利要求3所述的制冷装置，其特征在于，

所述功能单元包括冷凝器；

所述采集单元包括一温度传感器，所述温度传感器设置于所述冷凝器上，用以采集所述冷凝器的温度信号并输出。

5.根据权利要求3所述的制冷装置，其特征在于，

所述功能单元包括工质单元；

所述采集单元包括一压力传感器，所述压力传感器设置于所述工质单元的输送管道上，用以采集所述工质单元内部的压缩机、冷凝器的压力信号并输出。

6.根据权利要求3所述的制冷装置，其特征在于，

所述采集单元包括一湿度传感器，设置于所述冷凝器上，用以采集所述制冷装置当前所处环境的湿度信号并输出。

7.根据权利要求3所述的制冷装置，其特征在于，

所述采集单元包括一电流互感器，设置于所述冷凝器上，用以采集所述制冷装置当前风机的电流信号，并形成一电流信号输出。

8.根据权利要求3所述的制冷装置，其特征在于，还包括一液体处理单元，设置于所述液体源单元与所述控制端之间，用以对流经所述处理单元的所述液体进行预处理。

9.根据权利要求3所述的制冷装置，其特征在于，所述控制单元内存储有第一控制信号与所述第二控制信号的匹配关系。

10.根据权利要求3所述的制冷装置，其特征在于，所述控制端由供水控制设备形成，所述供水控制设备的控制接口连接所述控制单元的第一控制信号输出端。