CN109186165A - 一种蒸发器化冰装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种蒸发器化冰装置，包括电源、与电源连接的加热元件以及与加热元件连接用于控制加热元件工作时长的处理器，其中，加热元件为厚膜加热器；由于厚膜加热器具有良好的热转化效率，与电热管或电热丝这类加热元件相比，厚膜加热器可以在更低的表面温度下达到同样的化冰效果，因此，可以将厚膜加热器设置在蒸发器的散热翅片上，用于对该散热翅片进行加热化冰。由于厚膜加热器与散热翅片直接接触，使得产生的热量可以最大限度的传输至结冰部位实现了传导换热，极大的提升了蒸发器化冰效率，而且通过传导换热的方式可以达到良好的化冰效果，有效的减低了化冰不完全情况的发生。
Description
技术领域
本发明涉及蒸发器化冰技术领域，特别是涉及一种蒸发器化冰装置。
背景技术
蒸发器是制冷系统的主要换热装置，通过制冷剂与流经其部件表面的外界介质换热的设备。工作中，蒸发器里的制冷剂由液态变为气态，达到制冷的效果。
蒸发器包括有散热翅片和冷媒管道，以冰箱为例，冰箱工作中蒸发器的散热翅片上会凝结冰霜，随着所结霜层厚度的增加，会直接导致蒸发器换热效率的降低、耗能的增加。为了降低蒸发器上凝结冰箱造成的影响，现有技术中，常采用电热管或电热丝等加热元件对蒸发器进行化冰处理。
在实际应用中，电热管或电热丝等加热元件的工作温度较高，需要其表面温度达到一定的温度值后，其热转化效率才能满足化冰要求。一般情况下，需要其达到200摄氏度左右才能满足化冰要求，由于加热元件的表面温度过高，容易导致冰箱内部发生壳体胆裂，甚至引起冷媒管道的燃烧爆炸而发生危险，故只能将电热管或电热丝等加热元件安装在远端，不能直接安装在散热翅片上。如图1a和图1b所示为现有技术中加热管的安装位置示意图，其中图1a为主视图，图1b为侧视图，冰箱蒸发器中包括散热翅片11、冷媒管道12和固定支架13，加热管14设置在散热翅片11的下方，加热管14上设置有引线15，可以与电源连接，为加热管14供电。
由于加热元件工作特性的限制，加热元件只能设置在蒸发器的底部，通过辐射散热的方式对散热翅片进行化冰处理。由于加热元件与散热翅片的距离较远，导致化冰效率较低，并且经常会出现化冰不完全的情况。
可见，如何提升蒸发器化冰效率，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种蒸发器化冰装置，可以提升蒸发器化冰效率。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种蒸发器化冰装置，包括电源、与所述电源连接的加热元件以及与所述加热元件连接用于控制所述加热元件工作时长的处理器，所述加热元件为厚膜加热器；
所述厚膜加热器设置于所述蒸发器上，用于对所述蒸发器上的散热翅片进行加热化冰。
可选的，所述厚膜加热器的个数为多个。
可选的，多个所述厚膜加热器按照预设间隔排列设置于所述散热翅片上。
可选的，所述厚膜加热器贴合于所述散热翅片的外表面。
可选的，所述厚膜加热器嵌入于所述蒸发器的各冷媒管道之间的空隙中。
可选的，所述厚膜加热器的外部形状与所述散热翅片的外部形状相匹配。
可选的，还包括测温元件；
所述测温元件分别与所述厚膜加热器以及所述处理器连接，用于采集厚膜加热器的温度值，并将所述温度值传输至所述处理器，以便于所述处理器依据所述温度值控制所述厚膜加热器的工作状态。
可选的，所述测温元件为温度传感器。
可选的，在所述厚膜加热器的外表面上设置浆料，以增加所述厚膜加热器外表面的光滑度。
可选的，所述厚膜加热器为金属厚膜加热器、陶瓷厚膜加热器或有机物厚膜加热器。
由上述技术方案可以看出，蒸发器化冰装置包括电源、与电源连接的加热元件以及与加热元件连接用于控制加热元件工作时长的处理器，其中，加热元件为厚膜加热器；由于厚膜加热器具有良好的热转化效率，与电热管或电热丝这类加热元件相比，厚膜加热器可以在更低的表面温度下达到同样的化冰效果，因此，可以将厚膜加热器设置在蒸发器的散热翅片上，用于对该散热翅片进行加热化冰。由于厚膜加热器与散热翅片直接接触，使得产生的热量可以最大限度的传输至结冰部位实现了传导换热，极大的提升了蒸发器化冰效率，而且通过传导换热的方式可以达到良好的化冰效果，有效的减低了化冰不完全情况的发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1a本发明实施例提供的一种加热元件的安装位置的主视图；
图1b发明实施例提供的一种加热元件的安装位置的侧视图；
图2本发明实施例提供的一种蒸发器化冰装置的结构示意图；
图3发明实施例提供的一种将厚膜加热器嵌入于蒸发器的各冷媒管道之间的空隙中的侧视图；
图4发明实施例提供的一种多个厚膜加热器均匀排列在散热翅片上的结构示意图；
图5发明实施例提供的一种多个厚膜加热器非均匀排列在散热翅片上的结构示意图。
具体实施方式
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做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
接下来，详细介绍本发明实施例所提供的一种蒸发器化冰装置。图2为本发明实施例提供的一种蒸发器化冰装置的结构示意图，包括电源、与电源连接的加热元件以及与加热元件连接用于控制加热元件工作时长的处理器，加热元件为厚膜加热器10；厚膜加热器10设置于蒸发器上，用于对蒸发器上的散热翅片11进行加热化冰。
与电热管或电热丝这类加热元件相比，厚膜加热器10可以在更低的表面温度下达到同样的化冰效果，因此，在本发明实施例中，可以将厚膜加热器10贴近于蒸发器的散热翅片11，以用于对该散热翅片11进行加热化冰。
在本发明实施例中，对于厚膜加热器10在蒸发器上上的具体设置方式不做限定，可以将厚膜加热器10贴合于散热翅片11的外表面，其结构示意图的主视图可以参见图2；也可以将厚膜加热器10嵌入于蒸发器的各冷媒管道之间的空隙中，其结构示意图的侧视图如图3所示。
厚膜加热器10可以通过引线与电源连接，以便于电源向其供电，图2和图3主要是为了展示厚膜加热器10在蒸发器中的位置，因此，未在图2和图3中示出电源。
厚膜加热器10与散热翅片11接触的面积越大，厚膜加热器10产生的热量则能够更好的传输至散热翅片11，因此，在制作厚膜加热器10时可以将厚膜加热器10的外部形状与散热翅片11的外部形状相匹配，即可以按照散热翅片11的形状制作厚膜加热器10。
例如，当散热翅片11为平板型，则可以将厚膜加热器10设置成平板型厚膜加热器；当散热翅片11为曲面型，则可以将厚膜加热器10设置成曲面型厚膜加热器。
为了不影响风道中气流的正常流动，并且保证厚膜加热器10最大程度的贴合散热翅片11，对于单个厚膜加热器10的大小会所有限制。由于单个厚膜加热器10的大小有限，从而会导致散热翅片11上受热面积有限，影响化冰效果。因此，为了实现良好的化冰效果，在本发明实施例中，可以将厚膜加热器10的个数设置为多个。
在具体实现中，可以将多个厚膜加热器10按照预设间隔排列设置于散热翅片11上。
预设间隔可以是固定的间隔值，假设，厚膜加热器的个数为4个，则可以将这4个厚膜加热器依次间隔固定距离均匀排列在散热翅片11上，相应的结构示意图可以参见图4。
预设间隔也可以是针对于不同的位置设置不同的间隔值，考虑到散热翅片11的中间位置处结冰较为集中，则可以将散热翅片11中间位置对应的间隔值设置为小一些，两端位置对应的间隔值大一些，这样在放置厚膜加热器10时，则可以在散热翅片11的中间位置设定的密集一些，在散热翅片11两端的位置设定的稀疏一些，相应的结构示意图可以参见图5。
在本发明实施例中，采用厚膜加热器10对散热翅片11进行加热化冰，厚膜加热器10工作时长可以由处理器控制。
在具体实现中，可以在处理器中预先设定相应的时间阈值，从厚膜加热器10开始工作时启动计时，当厚膜加热器10到达该时间阈值时，则说明厚膜加热器10已经实现了化冰工作，此时，处理器可以控制厚膜加热器10停止工作，具体的处理器可以切断电源向厚膜加热器10的供电。
其中，该时间阈值的具体取值可以依据于用户的操作经验进行设定，也可以依据于厚膜加热器10的元件参数如功率、热效率等因素进行设定，或者是通过预先测试厚膜加热器10的化冰时间，例如，利用厚膜加热器对指定体积的冰块进行加热，统计该冰块由固态转化为液态时厚膜加热器的工作时间，可以将该工作时间作为时间阈值。
关于厚膜加热器10的制作，在具体实现中可以在基材上，使用电子浆料通过丝网印刷与分层烧结工艺分别制作绝缘层、发热层、导体层、保护层等厚膜加热电路功能层，从而制作出厚膜加热器10。
其中，发热层可以是具有正温度系数(Positive Temperature Coefficient，PTC)的特性材料，其电阻温度系数(temperature coefficient of resistance，TCR)在1000ppm/℃以上，可以实现发热与温度探测的同步。
在具体实现中，可以把发热层设计成多区域、多段图形，以实现分段多区域或局部温度控制。
关于厚膜加热器10的基材可以采用金属基材，从而制作出金属厚膜加热器；或者是采用陶瓷基材，从而制作出陶瓷厚膜加热器；或者是采用有机物基材，例如，PET塑料、PI化合物等，从而制作出有机物厚膜加热器。
由上述技术方案可以看出，蒸发器化冰装置包括电源、与电源连接的加热元件以及与加热元件连接用于控制加热元件工作时长的处理器，其中，加热元件为厚膜加热器；由于厚膜加热器具有良好的热转化效率，与电热管或电热丝这类加热元件相比，厚膜加热器可以在更低的表面温度下达到同样的化冰效果，因此，可以将厚膜加热器设置在蒸发器的散热翅片上，用于对该散热翅片进行加热化冰。由于厚膜加热器与散热翅片直接接触，使得产生的热量可以最大限度的传输至结冰部位实现了传导换热，极大的提升了蒸发器化冰效率，而且通过传导换热的方式可以达到良好的化冰效果，有效的减低了化冰不完全情况的发生。
考虑到受外部环境或者是厚膜加热器10自身工作效率等因素的影响，厚膜加热器10每次对散热翅片11执行化冰操作的工作时间往往会有存在一定的差异。为了更加精确的控制厚膜加热器10对散热翅片11的化冰时间即厚膜加热器10的工作时长，在本发明实施例中，可以对厚膜加热器10的温度进行测量，实时监控厚膜加热器10的温升状态。
具体的，可以设置测温元件；测温元件分别与厚膜加热器10以及处理器连接，用于采集厚膜加热器10的温度值，并将温度值传输至处理器，以便于处理器依据温度值控制厚膜加热器的工作状态。
当厚膜加热器10的表面温度达到一定的温度值后，其热转化效率已经满足化冰要求，散热翅片上所附的冰层会被快速融化。当散热翅片上所附的冰层全部被融化后，若持续对厚膜加热器10供电，此时厚膜加热器10的表面温度会升高。
在具体实现中，可以在处理器中预先存储温度上限值，当厚膜加热器10的温度值达到该温度上限值时，则说明蒸发器的散热翅片上所附的冰层已经融化，厚膜加热器10已经完成了化冰过程，此时处理器可以切断电源和厚膜加热器10的连接，即控制电源停止向厚膜加热器10供电。
其中，测温元件可以采用温度传感器。
考虑到蒸发器内部空间的限制，在实际应用中，可以采用贴片式温度传感器，在厚膜加热器10的表面贴装贴片式温度传感器，既可以达到测温的目的，又可以减少温度传感器所占用的空间。
厚膜加热器工作温度与整个温场之间有相对稳定的规律，通过设置测温元件，可以实现对厚膜加热器温度的实时监控，能够直观的体现出化冰过程的实际情况，从而保证化冰过程的精确执行，避免了厚膜加热器温度不足导致化冰时间延长，或者是厚膜加热器温度过高造成蒸发器故障等情况的发生。
考虑到厚膜加热器10具有TCR特性，即厚膜加热器10的电阻值和温度值呈正比关系，在本发明实施例中，除了通过测温元件来获取厚膜加热器10的温度值外，也可以通过测量厚膜加热器10的电阻值，并依据TCR特性，确定出厚膜加热器10的温度值，从而当厚膜加热器10的温度值达到温度上限值时，由处理器控制电源停止向厚膜加热器10供电，以达到控制厚膜加热器10工作时长的目的。
考虑到实际应用中，厚膜加热器10的表面上可能会残留有污垢，影响厚膜加热器10的热转化效率，因此，在本发明实施例中，可以在厚膜加热器10的外表面上设置浆料，以增加厚膜加热器10外表面的光滑度。
在具体实现中，可以采用喷涂、刷涂或浸涂等工艺，将覆盖浆料均匀喷涂于厚膜加热器的各个面，由于覆盖浆料在高温烧结后具有光滑致密的表面，在使用过程中可有效减少污垢在厚膜加热器上的残留。
以上对本发明实施例所提供的一种器化冰装置进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
Claims (10)
1.一种蒸发器化冰装置，包括电源、与所述电源连接的加热元件以及与所述加热元件连接用于控制所述加热元件工作时长的处理器，其特征在于，所述加热元件为厚膜加热器；
所述厚膜加热器设置于所述蒸发器上，用于对所述蒸发器上的散热翅片进行加热化冰。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述厚膜加热器的个数为多个。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，多个所述厚膜加热器按照预设间隔排列设置于所述散热翅片上。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述厚膜加热器贴合于所述散热翅片的外表面。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述厚膜加热器嵌入于所述蒸发器的各冷媒管道之间的空隙中。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述厚膜加热器的外部形状与所述散热翅片的外部形状相匹配。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的装置，其特征在于，还包括测温元件；
所述测温元件分别与所述厚膜加热器以及所述处理器连接，用于采集厚膜加热器的温度值，并将所述温度值传输至所述处理器，以便于所述处理器依据所述温度值控制所述厚膜加热器的工作状态。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述测温元件为热敏电阻器。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述厚膜加热器的外表面上设置浆料，以增加所述厚膜加热器外表面的光滑度。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述厚膜加热器为金属厚膜加热器、陶瓷厚膜加热器或有机物厚膜加热器。
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- 2018-10-10 CN CN201811177573.6A patent/CN109186165A/zh active Pending
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