CN112393509A - 化霜装置、蒸发器及其化霜控制方法和冰箱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种化霜装置、蒸发器及其化霜控制方法、冰箱及空调器。所述化霜装置包括多个缠绕在冷媒管道上的薄膜加热器和一控制器，各个薄膜加热器作为一个支路相互并联后与一总电流检测装置串联，所述控制器根据检测到的总电流值大小控制所有薄膜加热器化霜。本发明将薄膜加热器直接贴附在蒸发器冷媒管路上，加热器产生的热量能够直接接触冰霜，热传递速度快、热量分布均匀、化霜效率高、节约能源。
Description
技术领域
本发明涉及空调技术领域，尤其涉及一种化霜装置、蒸发器及其化霜控制方法和冰箱。
背景技术
所谓风冷冰箱，就是利用翅片蒸发器中制冷剂相变吸热及以风扇为动力的强制对流换热方式使冰箱内部实现降温的设备。由于冰箱内储存的食物含有水分，且冰箱在开关门的过程中也会进入一定的水蒸汽，这些水蒸汽随着冰箱风循环流经翅片蒸发器的表面时会形成霜层，蒸发器的结霜过程也是冰箱内空气的除湿过程。然后，蒸发器表面形成霜层时严重影响其换热效果，因此需要定期对冰箱进行除霜操作。随着冰箱制冷系统的发展，对于除霜的要求越来越高，传统的使用温度、时间等参数来控制化霜时间的控制方式无法精确、及时的反映当前蒸发器上的结霜量，造成化霜时间过长或过短，一方面导致能量浪费，另一方面影响冰箱内的温度。
中国专利CN104344643A公开了一种具有化霜结构的冰箱以及化霜方法，所述的冰箱包括冰箱内胆和设置在冰箱内胆外壁上的蒸发器管路，冰箱内胆外壁上贴附有加热薄膜，化霜时由于加热薄膜设置于冰箱内胆和蒸发器管路之间，加热薄膜产生的热量能够直接融化蒸发器上的霜层，化霜效率高，特别适用于在冷柜上使用。对于驻立式风冷无霜冰箱，蒸发器的管道不是设置在内胆外侧，因此，无法适用上述化霜方法。
发明内容
本发明提出一种化霜装置、蒸发器及其化霜控制方法和冰箱，以克服现有技术无法实现精准控制蒸发器化霜的问题。
根据本发明的一个方面，提出一种化霜装置，包括控制器和多个缠绕在冷媒管道上的薄膜加热器，每个薄膜加热器作为一条支路相互并联后与一总电流检测装置串联，所述控制器根据检测到的总电流值大小控制所有薄膜加热器进入化霜阶段。
优选地，每条支路上均设有一个分电流检测装置，所述控制器根据各分电流检测装置检测到的分电流值大小控制对应支路上的薄膜加热器加热化霜。
优选地，所述薄膜加热器采用其上均布石墨烯材料的塑料膜片。
优选地，所述塑料膜片采用聚对苯二甲酸类塑料。
优选地，所述薄膜加热器通过设置在所述塑胶膜片上的不干胶贴附在冷媒管道上。
根据本发明的另一个方面，提出一种蒸发器，包括多条冷媒管路和连接弯头，还包括控制器和多个缠绕在冷媒管道上的薄膜加热器，每个薄膜加热器作为一条支路相互并联后与一总电流检测装置串联，所述控制器根据检测到的总电流值大小控制所有薄膜加热器整体进入化霜阶段。
优选地，每条支路上均设有一个分电流检测装置，所述控制器根据各分电流检测装置检测到的分电流值大小控制对应支路上的薄膜加热器加热化霜。
根据本发明的第三个方面，提出一种蒸发器化霜控制方法，包括以下步骤：定期检测蒸发器冷媒管道上的薄膜加热器的总电流值Az，当总电流值大于等于设定值时A时，控制蒸发器开始整体进入化霜阶段。
优选地，当总电流值Az大于等于设定值时A时，进一步检测各冷媒管道支路上的薄膜加热器的分电流值AF，当存在分电流值大于等于设定值时A1时，控制该分电流值对应支路上的薄膜加热器开始加热化霜。
所述的蒸发器化霜控制方法还包括：当总电流值大于等于设定值A2时，或者达到最大的化霜时间时，所有薄膜加热器停止工作，化霜结束。
本发明提出蒸发器化霜控制方法可应用于冰箱或空调器的蒸发器化霜。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.薄膜加热器直接贴附在蒸发器冷媒管路上，加热器产生的热量能够直接接触冰霜，热传递速度快、热量分布均匀、化霜效率高；
2.可实现蒸发器冷媒管道的整体化霜，或在蒸发器进入化霜阶段时根据每条冷媒管道的结霜情况有针对性的化霜，降低了化霜加热器的功率，节约了能源；
3.可以通过对薄膜加热器的材料、厚度等参数进行调整，实现更加精确的化霜控制效果。
附图说明
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明，其中：
图1为安装有薄膜化霜加热器的蒸发器示意图；
图2为薄膜压力与薄膜电阻的曲线示意图；
图3为本发明化霜控制方法一实施例的流程图；
图4为本发明化霜控制方法另一实施例的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，以下结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。应当理解，以下具体实施例仅用以解释本发明，并不对本发明构成限制。
如图1所示，制冷设备的蒸发器一般包括多条平行设置的冷媒管道1，每两条冷媒管道通过弯头连接2，形成蛇形盘管。以冰箱为例，最常见的化霜方式为在蒸发器底部安装管状化霜加热器，当冷媒管道上出现结霜时，通过化霜加热器除霜。正如背景技术中提到的，这种化霜方法使用的温度、时间等参数无法精确、及时的反映当前蒸发器上的结霜量，容易造成化霜时间过长或过短的情况，导致冰箱制冷能力差。
为解决上述问题，本发明提出一种化霜装置，包括一控制器（图中未示）和缠绕在水平设置的冷媒管道1上的薄膜加热器3。各个薄膜加热器1作为一个支路相互并联后通过导线4与一总电流检测装置5串联，然后与控制器和电源连接。控制器可以是冰箱的主板。控制器根据总电流检测装置5检测到的总电流值大小控制所有薄膜加热器整体进入加热化霜阶段。
如图2所示，薄膜加热器所使用的薄膜具有压感电阻的物理特性，即：电阻值会随着薄膜所受压力值的变化而变化，具体方式为当结霜量增大，薄膜所受压力值升高时，薄膜电阻值降低，电阻与电流成反比，薄膜的电流值升高可以作为控制薄膜加热器是否工作的信号。当结霜量降低，薄膜所受压力值降低时，通过薄膜的电流值降低，此时化霜加热器基本处于低电流状态下的不工作状态。本发明利用上述特性，选用传热性能和导电性能很好的石墨烯材料均匀分布在塑料薄膜中作为传热介质，石墨烯既是热和电的良导体，同时也是发热源。由于发热源与霜层直接接触，以加快热传导方式进行热量的传递，实现了快速化霜，并且由于发热源与霜层直接接触，不需中间媒介间接传热，因此能源的利用率较高，冰箱的整体能耗降低。
作为一个实施例，薄膜加热器可以采用聚对苯二甲酸类塑料与石墨烯制成的膜片，并通过设置在所述膜片上的不干胶贴附在蒸发器冷媒管道上。当然，也可以采用其他的方式贴附在冷媒管道上。薄膜加热器360℃缠绕冷媒管道后形状是一个中空的圆柱状。
图3是根据总电流值控制蒸发器整体化霜的实施例。该实施例把并联的多个薄膜加热器支路的总电流看成是一个整体，一旦该总电流达到设定值时对整个蒸发器的冷媒管道同时进行化霜加热。如图3所示，蒸发器化霜的控制方法包括：当冰箱工作时，定期检测蒸发器冷媒管道1上的薄膜加热器的总电流值AZ，当总电流值AZ达到设定值时A1时，表明蒸发器冷媒管道上的冰霜比较厚，需要除霜，此时，压缩机、电扇等电器件停止运行，控制各支路上的所有薄膜加热器加热开始对蒸发器进行整体化霜。持续检测总电流值AZ，当总电流值AZ小于设定值A2,或达到最大化霜时间时，表明冷媒管道上的霜层基本化除，此时结束化霜。由于发热源与冰霜直接接触，且石墨烯是热的良导体，实现了快速化霜，并且由于发热源与霜层直接接触，不需中间媒介间接传热，因此能源的利用率较高，冰箱的整体能耗降低。
作为一种替代的实施例，当总电流值AZ达到设定值时A1时，蒸发器进入化霜阶段，此时，进一步对各条支路上设置的薄膜加热器的分电流值进行检测，当有分电流值AF大于等于设定值A1时，控制该支路上对应的薄膜加热器对蒸发器的局部区域进行加热；对于分电流值AF小于等于设定值A1的支路，该支路上的薄膜加热器不工作。持续检测总电流值AZ，当总电流值AZ小于设定值A2或达到最大化霜时间时，所有薄膜加热器停止加热，结束化霜阶段。
如图4所示，该实施例的蒸发器化霜控制方法包括：当冰箱工作时，定期检测蒸发器冷媒管道1上的薄膜加热器的总电流值AZ，当总电流值AZ大于等于设定值时A1时，表明蒸发器冷媒管道上的冰霜比较厚，进入化霜阶段除霜；此时，进一步检测蒸发器冷媒管道上的各个薄膜加热器的分电流值AF，当存在分电流值达到设定值时A1时，控制对应分支路上的薄膜加热器开始化霜。此后持续检测总电流值AZ，当总电流值小于设定值A2，或达到最大化霜时间时结束化霜。
上述设定值A、A1、A2可通过具体试验测得，一般根据蒸发器的结构和薄膜加热器的材料变化而变化，原则上并不相等，以实现更加精确的化霜控制效果。
本发明提出的化霜控制方法也可以应用于空调蒸发器，此时，薄膜加热器位于散热翅片和冷媒管道之间，也就是说贴附在冷媒管道外侧。除翅片蒸发器外，还可以考虑在其他类型的蒸发器譬如管壳式蒸发器上使用本发明提出的化霜控制方法，此时只需要改变薄膜的贴附及排列方式即可。
以上所述仅为本发明的具体实施方式。应当指出的是，凡在本发明构思的精神和框架内所做出的任何修改、等同替换和变化，都应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种化霜装置，其特征在于，包括控制器和多个缠绕在冷媒管道上的薄膜加热器，每个薄膜加热器作为一条支路相互并联后与一总电流检测装置串联，所述控制器根据检测到的总电流值大小控制所有薄膜加热器进入化霜阶段。
2.如权利要求1所述的化霜装置，其特征在于，每条支路上均设有一个分电流检测装置，所述控制器根据各分电流检测装置检测到的分电流值大小控制对应支路上的薄膜加热器加热化霜。
3.如权利要求1所述的化霜装置，其特征在于，所述薄膜加热器采用其上均布石墨烯材料的塑料膜片。
4.如权利要求3所述的化霜装置，其特征在于，所述塑料膜片采用聚对苯二甲酸类塑料。
5.如权利要求3所述的化霜装置，其特征在于，所述薄膜加热器通过设置在所述塑胶膜片上的不干胶贴附在冷媒管道上。
6.一种蒸发器，包括多条冷媒管路和连接弯头，其特征在于，还包括控制器和多个缠绕在冷媒管道上的薄膜加热器，每个薄膜加热器作为一条支路相互并联后与一总电流检测装置串联，所述控制器根据检测到的总电流值大小控制所有薄膜加热器整体进入化霜阶段。
7.如权利要求6所述的蒸发器，其特征在于，每条支路上均设有一个分电流检测装置，所述控制器根据各分电流检测装置检测到的分电流值大小控制对应支路上的薄膜加热器加热化霜。
8.一种蒸发器化霜控制方法，其特征在于，包括以下步骤：定期检测蒸发器冷媒管道上的薄膜加热器的总电流值AZ，当总电流值大于等于设定值A时，控制蒸发器进入化霜阶段；当总电流值小于设定值A2，或者达到最大的化霜时间时，退出化霜。
9.如权利要求8所述的蒸发器化霜控制方法，其特征在于，当总电流值大于等于设定值时A时，进一步检测各冷媒管道支路上的薄膜加热器的分电流值AF，当存在分电流值大于等于设定值时A1时，控制该分电流值对应支路上的薄膜加热器开始加热化霜。
10.一种冰箱，其特征在于，所述冰箱的蒸发器采用权利要求8或9所述的蒸发器化霜控制方法。
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| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20210223 |
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |