CN111879035B - 一种微通道蒸发器以及除霜和再结霜控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种微通道蒸发器以及除霜和再结霜控制方法，所述微通道蒸发器包括三根集液管、扁管和翅片。由于微通道蒸发器除霜时，化霜水容易在微通道蒸发器下部翅片上残留较多，同时，由于扁管垂直布置，微通道蒸发器再结霜时，受重力影响，液相制冷剂集聚在微通道蒸发器下部，导致制冷剂分布不均匀。为了改善微通道蒸发器在除霜及再结霜时的性能，本发明提出了一种微通道蒸发器及其控制方法，当微通道蒸发器除霜时，使制冷剂同时从上集液管和中集液管进入，加强微通道蒸发器下部的除霜，减小残留的除霜水，当微通道蒸发器再结霜时，使制冷剂从下集液管和中集液管同时进入，改善微通道蒸发器的制冷剂分布均匀性，提升换热性能。

Description

一种微通道蒸发器以及除霜和再结霜控制方法
技术领域
本发明涉及微通道蒸发器技术领域，具体涉及一种微通道蒸发器以及除霜和再结霜控制方法。
背景技术
微通道换热器具有换热效率高，结构紧凑等优点，在制冷和热泵系统上得到了广泛应用，但当微通道换热器作为蒸发器工作在结霜工况下时，微通道蒸发器由于结构紧凑，导致结霜成核点较多，结霜速率较快，在除霜时，微通道道蒸发器是从上到下开始除霜，化霜水从上往下流动，除霜结束时在微通道蒸发器下部百叶窗翅片上容易残留较多化霜水，导致微通道蒸发器再结霜时，结霜速率更快。同时，由于进入微通道蒸发器的是两相制冷剂，气液相容易在集液管中产生分离，受重力的影响，液相制冷剂会集聚在微通道蒸发器下部，导致微通道蒸发器下部温度较低，结霜较快，上部微通道蒸发器换热性能较差。如何解决微通道蒸发器下部化霜水残留较多和再结霜时两相制冷剂分布不均匀等问题，成为了一个关键的研究课题。
发明内容
针对上述所述的微通道蒸发器存在的问题，本发明的目的在于提供一种微通道蒸发器以及除霜和再结霜控制方法，当微通道蒸发器除霜时，使制冷剂同时从微通道蒸发器上集液管和中集液管进入，使微通道蒸发器上下同时除霜，下部化霜水能及时排除，同时，通过温度来控制制冷剂进入微通道蒸发器上下部分的流量，使微通道蒸发器化霜水能完全蒸干；当微通道蒸发器除霜结束再结霜时，制冷剂通过电子膨胀阀节流后，同时从下集液管和中集液管进入微通道蒸发器，使制冷剂在微通道蒸发器中分布更加均匀，同时，通过温度来控制进入上下部分微通道蒸发器的流量，使微通道蒸发器中流量分配更加均匀，提升微通道蒸发器换热性能。
为达到上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：
一种微通道蒸发器，包括电子膨胀阀01，电子膨胀阀01分别与第一球阀02和第一单向阀05一端相连，第一球阀02另一端与下集液管07相连，第一单向阀05另一端分别与第二球阀03和第二单向阀06一端相连，第二球阀03另一端与中集液管08相连，第二单向阀06另一端与第三球阀04一端相连，第三球阀04另一端与上集液管09相连；设置在下集液管07和中集液管08之间、中集液管08和上集液管09之间并连通下集液管07和中集液管08、中集液管08和上集液管09的多个扁管10，安装在相邻扁管间的翅片11；所述下集液管07、中集液管08、扁管10和翅片11构成下部微通道蒸发器，中集液管08、上集液管09、扁管10和翅片11构成上部微通道蒸发器；，下部微通道蒸发器和上部微通道蒸发器构成微通道蒸发器；第一温度传感器T1布置在下部微通道蒸发器距离下集液管07l1的位置处，l1为1/6～1/5L1，其中L1为下集液管07到中集液管08的距离，第二温度传感器T2布置在上部微通道蒸发器距离中集液管08l2的位置处，l2为1/6～1/5L2，其中L2为中集液管08到上集液管09的距离；控制模块C1分别与第一球阀02、第二球阀03、第三球阀04、第一温度传感器T1和第二温度传感器T2相连。
当微通道蒸发器除霜时，制冷剂同时经过第二单向阀06、第二球阀03、第三球阀04从上集液管09和中集液管08进入微通道蒸发器，使微通道蒸发器上下部位同时除霜，同时通过温度来控制第二球阀03和第三球阀04的开度，确保微通道蒸发器下部能把除霜水蒸干，减小下部微通道蒸发器的残留水。
当微通道蒸发器除霜结束再结霜时，制冷剂经过电子膨胀阀01节流后，同时经过第一球阀02、第一单向阀05、第二球阀03从下集液管07和中集液管08进入微通道蒸发器，使微通道蒸发器布液更加均匀，同时，通过温度来控制第一球阀02、第二球阀03的开度，使制冷剂分布更加均匀。
所述翅片11为百叶窗翅片。
所述的一种微通道蒸发器的除霜和再结霜控制方法，当微通道蒸发器进行除霜时，制冷剂从第二球阀03、第三球阀04进入微通道蒸发器，从第一球阀02流出，此时，第一球阀02全开，第二球阀03开度设为n2，第三球阀04开度设为n3，此时控制模块C1监测第一温度传感器T1和第二温度传感器T2的温度，第一温度传感器T1的温度为t1，第二温度传感器T2的温度为t2，当t1＞t2+Δt1，第二球阀03开度减小Δn1，当t1＜t2+Δt1，第三球阀04开度减小Δn1，当t1-t2＝[-Δt1,Δt1]，第二球阀03和第三球阀04开度保持不变，当t1＞T并且t2＞T微通道蒸发器除霜结束，控制模块C1每S秒反馈一次信号；当微通道蒸发器再结霜时，制冷剂经过节流阀01节流，然后通过第一球阀02、第一单向阀05、第二球阀03进入微通道蒸发器，从第三球阀04流出，此时，第三球阀04全开，第二球阀03开度设为n2，第一球阀02开度设为n1，此时控制模块C1监测第一温度传感器T1和第二温度传感器T2的温度，第一温度传感器T1的温度为t1，第二温度传感器T2的温度为t2，当t1＞t2+Δt2，第二球阀03开度减小Δn2，当t1＜t2+Δt2，第一球阀02开度减小Δn2，当t1-t2＝[-Δt2,Δt2]，球阀开度保持不变，控制模块C1每S秒反馈一次信号；其中的设定参数Δt1、Δt2、n1、n2、n3、Δn1、Δn2、T、S的取值范围见下表：
Figure BDA0002605561280000041
和现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明提出了一种新型微通道蒸发器除霜控制方案，当新型微通道蒸发器在除霜时，使制冷剂同时从上集液管和中集液管入，微通道蒸发器上下部分同时除霜，使下部化霜水及时排除，同时，通过温度来控制进入上下部分的制冷剂流量，使微通道蒸发器完全把化霜水蒸干。
2、本发明提出了种新型微通道蒸发器再结霜控制方案，当新型微通道蒸发器除霜结束再结霜时，使制冷剂同时从下集液管和中集液管进入微通道蒸发器，同时，通过温度来控制进入上下部分的制冷剂流量，使微通道蒸发器再结霜时，制冷剂分布更加均匀，从而提升为通达蒸发器的换热能力。
附图说明
图1为本发明一种新型微通道蒸发器除霜示意图。
图2为本发明一种新型微通道蒸发器再结霜示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
如图1和图2所示，本发明一种微通道蒸发器，包括电子膨胀阀01，电子膨胀阀01分别与第一球阀02和第一单向阀05一端相连，第一球阀02另一端与下集液管07相连，第一单向阀05另一端分别与第二球阀03和第二单向阀06一端相连，第二球阀03另一端与中集液管08相连，第二单向阀06另一端与第三球阀04一端相连，第三球阀04另一端与上集液管09相连；设置在下集液管07和中集液管08之间、中集液管08和上集液管09之间并连通下集液管07和中集液管08、中集液管08和上集液管09的多个扁管10，安装在相邻扁管间的翅片11；所述下集液管07、中集液管08、扁管10和翅片11构成下部微通道蒸发器，中集液管08、上集液管09、扁管10和翅片11构成上部微通道蒸发器；，下部微通道蒸发器和上部微通道蒸发器构成微通道蒸发器；第一温度传感器T1布置在下部微通道蒸发器距离下集液管07l1的位置处，l1为1/6～1/5L1，其中L1为下集液管07到中集液管08的距离，第二温度传感器T2布置在上部微通道蒸发器距离中集液管08l2的位置处，l2为1/6～1/5L2，其中L2为中集液管08到上集液管09的距离；控制模块C1分别与第一球阀02、第二球阀03、第三球阀04、第一温度传感器T1和第二温度传感器T2相连。
如图1所示，当微通道蒸发器除霜时，制冷剂同时经过第二单向阀06、第二球阀03、第三球阀04从上集液管09和中集液管08进入微通道蒸发器，使微通道蒸发器上下部位同时除霜，同时通过温度来控制第二球阀03和第三球阀04的开度，确保微通道蒸发器下部能把除霜水蒸干，减小下部微通道蒸发器的残留水。
如图2所示，当微通道蒸发器除霜结束再结霜时，制冷剂经过电子膨胀阀01节流后，同时经过第一球阀02、第一单向阀05、第二球阀03从下集液管07和中集液管08进入微通道蒸发器，使微通道蒸发器布液更加均匀，同时，通过温度来控制第一球阀02、第二球阀03的开度，使制冷剂分布更加均匀。
作为本发明的优选实施方式，所述翅片11为百叶窗翅片。
本发明所述的一种微通道蒸发器的除霜和再结霜控制方法，当微通道蒸发器进行除霜时，制冷剂从第二球阀03、第三球阀04进入微通道蒸发器，从第一球阀02流出，此时，第一球阀02全开，第二球阀03开度设为n2，第三球阀04开度设为n3，此时控制模块C1监测第一温度传感器T1和第二温度传感器T2的温度，第一温度传感器T1的温度为t1，第二温度传感器T2的温度为t2，当t1＞t2+Δt1，第二球阀03开度减小Δn1，当t1＜t2+Δt1，第三球阀04开度减小Δn1，当t1-t2＝[-Δt1,Δt1]，第二球阀03和第三球阀04开度保持不变，当t1＞T并且t2＞T微通道蒸发器除霜结束，控制模块C1每S秒反馈一次信号；当微通道蒸发器再结霜时，制冷剂经过节流阀01节流，然后通过第一球阀02、第一单向阀05、第二球阀03进入微通道蒸发器，从第三球阀04流出，此时，第三球阀04全开，第二球阀03开度设为n2，第一球阀02开度设为n1，此时控制模块C1监测第一温度传感器T1和第二温度传感器T2的温度，第一温度传感器T1的温度为t1，第二温度传感器T2的温度为t2，当t1＞t2+Δt2，第二球阀03开度减小Δn2，当t1＜t2+Δt2，第一球阀02开度减小Δn2，当t1-t2＝[-Δt2,Δt2]，球阀开度保持不变，控制模块C1每S秒反馈一次信号；其中的设定参数Δt1、Δt2、n1、n2、n3、Δn1、Δn2、T、S的取值范围见下表：
Figure BDA0002605561280000071

Claims (4)

1.一种微通道蒸发器的除霜和再结霜控制方法，所述微通道蒸发器包括电子膨胀阀(01)，电子膨胀阀(01)分别与第一球阀(02)和第一单向阀(05)一端相连，第一球阀(02)另一端与下集液管(07)相连，第一单向阀(05)另一端分别与第二球阀(03)和第二单向阀(06)一端相连，第二球阀(03)另一端与中集液管(08)相连，第二单向阀(06)另一端与第三球阀(04)一端相连，第三球阀(04)另一端与上集液管(09)相连；设置在下集液管(07)和中集液管(08)之间、中集液管(08)和上集液管(09)之间并连通下集液管(07)和中集液管(08)、中集液管(08)和上集液管(09)的多个扁管(10)，安装在相邻扁管间的翅片(11)；所述下集液管(07)、中集液管(08)、扁管(10)和翅片(11)构成下部微通道蒸发器，中集液管(08)、上集液管(09)、扁管(10)和翅片(11)构成上部微通道蒸发器；下部微通道蒸发器和上部微通道蒸发器构成微通道蒸发器；第一温度传感器(T1)布置在下部微通道蒸发器距离下集液管(07)l1的位置处，l1为1/6～1/5L1，其中L1为下集液管(07)到中集液管(08)的距离，第二温度传感器(T2)布置在上部微通道蒸发器距离中集液管(08)l2的位置处，l2为1/6～1/5L2，其中L2为中集液管(08)到上集液管(09)的距离；控制模块(C1)分别与第一球阀(02)、第二球阀(03)、第三球阀(04)、第一温度传感器(T1)和第二温度传感器(T2)相连；
其特征在于：所述除霜和再结霜控制方法为：当微通道蒸发器进行除霜时，制冷剂从第二球阀(03)、第三球阀(04)进入微通道蒸发器，从第一球阀(02)流出，此时，第一球阀(02)全开，第二球阀(03)开度设为n2，第三球阀(04)开度设为n3，此时控制模块(C1)监测第一温度传感器(T1)和第二温度传感器(T2)的温度，第一温度传感器(T1)的温度为t1，第二温度传感器(T2)的温度为t2，当t1＞t2+Δt1，第二球阀(03)开度减小Δn1，当t1＜t2+Δt1，第三球阀(04)开度减小Δn1，当t1-t2＝[-Δt1,Δt1]，第二球阀(03)和第三球阀(04)开度保持不变，当t1＞T并且t2＞T微通道蒸发器除霜结束，控制模块(C1)每S秒反馈一次信号；当微通道蒸发器再结霜时，制冷剂经过节流阀(01)节流，然后通过第一球阀(02)、第一单向阀(05)、第二球阀(03)进入微通道蒸发器，从第三球阀(04)流出，此时，第三球阀(04)全开，第二球阀(03)开度设为n2，第一球阀(02)开度设为n1，此时控制模块(C1)监测第一温度传感器(T1)和第二温度传感器(T2)的温度，第一温度传感器(T1)的温度为t1，第二温度传感器(T2)的温度为t2，当t1＞t2+Δt2，第二球阀(03)开度减小Δn2，当t1＜t2+Δt2，第一球阀(02)开度减小Δn2，当t1-t2＝[-Δt2,Δt2]，球阀开度保持不变，控制模块(C1)每S秒反馈一次信号；其中的设定参数Δt1、Δt2、n1、n2、n3、Δn1、Δn2、T、S的取值范围见下表：
Figure FDA0002980867060000021
2.根据权利要求1所述的一种微通道蒸发器的除霜和再结霜控制方法，其特征在于：当微通道蒸发器除霜时，制冷剂同时经过第二单向阀(06)、第二球阀(03)、第三球阀(04)从上集液管(09)和中集液管(08)进入微通道蒸发器，使微通道蒸发器上下部位同时除霜，同时通过温度来控制第二球阀(03)和第三球阀(04)的开度，确保微通道蒸发器下部能把除霜水蒸干，减小下部微通道蒸发器的残留水。
3.根据权利要求1所述的一种微通道蒸发器的除霜和再结霜控制方法，其特征在于：当微通道蒸发器除霜结束再结霜时，制冷剂经过电子膨胀阀(01)节流后，同时经过第一球阀(02)、第一单向阀(05)、第二球阀(03)从下集液管(07)和中集液管(08)进入微通道蒸发器，使微通道蒸发器布液更加均匀，同时，通过温度来控制第一球阀(02)、第二球阀(03)的开度，使制冷剂分布更加均匀。
4.根据权利要求1所述的一种微通道蒸发器的除霜和再结霜控制方法，其特征在于：所述翅片(11)为百叶窗翅片。
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