CN114061176A - 制冷系统及其化霜控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种制冷系统及其化霜控制方法,其中,制冷系统包括:压缩机、相变储能换热器、冷凝器、蒸发器和水泵;压缩机、相变储能换热器、冷凝器、和蒸发器通过冷媒循环管路依次连接,相变储能换热器、蒸发器和水泵通过化霜循环管路依次连接;其中,相变储能换热器与压缩机的排气管相连,用于吸收并储存压缩机的排气热量,蒸发器具有热水通道,水泵提供的水流经由相变储能换热器输送至蒸发器的热水通道中进行热交换。在本申请提供的制冷系统及其化霜控制方法中,采用相变储能换热器收集压缩机的排气热量,并将回收的排气热量用于化霜,由此不但能够提高化霜效率,而且能够提高制冷系统的能效。
Description
技术领域
本申请涉及空调技术领域,特别涉及一种制冷系统及其化霜控制方法。
背景技术
蒸发器是常用的制冷设备,其在使用过程中会发生蒸发结霜现象,进而影响其制冷效果。目前,蒸发器的化霜方式有很多种,但是都存在一定的缺陷。例如,自然通风化霜方式存在化霜效率低、时间长、柜温变化大的问题,电化霜方式存在费电、化霜不均匀的问题,四通阀换向热气化霜方式存在系统成本高、故障率高、系统设计难度大的问题,热气旁通化霜方式存在能效低、容易液击、长时间运行会严重影响压缩机可靠性的问题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的在于提供一种制冷系统及其化霜控制方法,克服了现有技术的困难,不但能够提高化霜效率,而且能够提高系统能效。
根据本发明的一个方面,提供一种制冷系统,所述制冷系统包括:压缩机、相变储能换热器、冷凝器、蒸发器和水泵;
所述压缩机、相变储能换热器、冷凝器和蒸发器通过冷媒循环管路依次连接,所述相变储能换热器、蒸发器和水泵通过化霜循环管路依次连接;
其中,所述相变储能换热器与所述压缩机的排气管相连,用于吸收并储存所述压缩机的排气热量,所述蒸发器具有热水通道,所述水泵提供的水流经由所述相变储能换热器输送至所述蒸发器的热水通道中进行热交换。
可选的,在所述的制冷系统中,还包括一储液器,所述储液器设置于所述冷凝器与所述蒸发器之间。
可选的,在所述的制冷系统中,还包括一热力膨胀阀,所述热力膨胀阀设置于所述冷媒循环管路中,并位于所述储液器与所述蒸发器之间。
可选的,在所述的制冷系统中,还包括一气液分离器,所述气液分离器设置于所述蒸发器与所述压缩机之间。
可选的,在所述的制冷系统中,还包括:一传感器和一控制器;
所述传感器设于所述蒸发器上,用于感测所述蒸发器是否有霜层;
所述传感器、所述压缩机及所述水泵均与所述控制器电性连接。
可选的,在所述的制冷系统中,还包括:第一风机和第二风机;
所述第一风机的出风口对着所述蒸发器,所述第二风机的出风口对着所述冷凝器。
根据本发明的另一个方面,提供一种制冷系统的化霜控制方法,所述制冷系统的化霜控制方法包括:
步骤一、提供如上所述的制冷系统;
步骤二、关闭水泵,打开压缩机,开始制冷模式,并利用相变储能换热器收集压缩机的排气热量;
步骤三、关闭所述压缩机,打开水泵,开始化霜模式,并利用所述相变储能换热器收集的排气热量对蒸发器进行化霜。
可选的,在所述的制冷系统的化霜控制方法中,利用所述相变储能换热器收集的排气热量对蒸发器进行化霜的过程包括:
通过所述相变储能换热器对所述水泵提供的水流进行加热;
将加热后的水流输送至所述蒸发器的热水通道中对所述蒸发器进行化霜;
将降温后的水流再次输送至所述相变储能换热器中进行加热;
将加热后的水流再次输送至所述蒸发器的热水通道中对所述蒸发器进行化霜;
重复上述步骤直至所述蒸发器上的霜层完全融化。
可选的,在所述的制冷系统的化霜控制方法中,对应所述蒸发器设置第一风机,当所述蒸发器进行化霜时,打开第一风机。
可选的,在所述的制冷系统的化霜控制方法中,对应所述冷凝器设置第二风机,当制冷模式时,打开第二风机。
在本发明提供的制冷系统及其化霜控制方法中,采用相变储能换热器收集压缩机的排气热量,并将回收的排气热量用于化霜,由此不但能够提高化霜效率,而且能够提高制冷系统的能效,更加节能环保。
附图说明
以下结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明,以使本发明的特性和优点更为明显。
图1为本发明实施例的制冷系统的结构示意图。
具体实施方式
以下将对本发明的实施例给出详细的说明。尽管本发明将结合一些具体实施方式进行阐述和说明,但需要注意的是本发明并不仅仅只局限于这些实施方式。相反,对本发明进行的修改或者等同替换,均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
另外,为了更好的说明本发明,在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员将理解,没有这些具体细节,本发明同样可以实施。在另外一些实例中,对于大家熟知的结构和部件未作详细描述,以便于凸显本发明的主旨。
以下结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明,以使本发明的特性和优点更为明显。
请参考图1,其为本发明实施例的制冷系统的结构示意图。如图1所示,所述制冷系统10包括:压缩机1、相变储能换热器2、冷凝器3、蒸发器5和水泵7;所述压缩机1、相变储能换热器2、冷凝器3和蒸发器5通过冷媒循环管路依次连接,所述相变储能换热器2、蒸发器5和水泵7通过化霜循环管路依次连接;其中,所述相变储能换热器2与所述压缩机1的排气管相连,用于吸收并储存所述压缩机1的排气热量,所述蒸发器5具有热水通道(图中未示出),所述水泵7提供的水流经由所述相变储能换热器2输送至所述蒸发器5的热水通道中进行热交换。
具体的,所述制冷系统10包括冷媒循环管路和化霜循环管路。其中,所述压缩机1、相变储能换热器2、冷凝器3和蒸发器5通过冷媒循环管路依次连接,所述相变储能换热器2、蒸发器5和水泵7通过化霜循环管路依次连接。
所述制冷系统10还包括一储液器4和一气液分离器6,所述压缩机1的入口通过所述气液分离器6与所述蒸发器5的出口连接,所述压缩机1用于吸入低温低压的制冷剂气体,通过压缩后排出高温高压的制冷剂气体,为制冷循环提供动力,所述蒸发器5的入口与所述储液器4的出口相连,所述储液器4的入口与所述冷凝器3的出口连接,所述压缩机1的出口通过与所述相变储能换热器2的蓄热入口相连,所述相变储能换热器2的蓄热出口与所述冷凝器3的入口相连。所述相变储能换热器2的放热入口与所述水泵相7连,所述相变储能换热器2的放热出口与所述蒸发器5的入口相连。由于所述相变储能换热器2与所述压缩机1的排气管相连,所述相变储能换热器2能够存储所述排气管的热量。在化霜模式下,所述相变储能换热器2能够将储存的热量用于快速化霜。
在制冷模式下,所述相变储能换热器2的相变储能材料收集所述压缩机1的排气热量,排气热量储存于所述相变储能换热器2的相变储能材料中。
在化霜模式下,所述水泵7将冷水水流输送至所述相变储能换热器2的放热入口,所述相变储能换热器2中存储的热量对水流进行加热,被加热后的水流经由所述相变储能换热器2的放热出口进入所述蒸发器5的热水通道中,对所述蒸发器5进行化霜,热交换之后使得水流降温,降温后的水流再次通过所述水泵7进入所述相变储能换热器2升温,如此循环直到化霜周期结束。
本实施例中,由于所述相变储能换热器2采用的相变储能材料具有储能密度大的优点,因此所述相变储能换热器2不会占用较多系统空间,基本上不会对所述制冷系统10的结构和尺寸造成影响。
请继续参考图1,所述制冷系统10还包括第一风机(图中标号未示出)和第二风机(图中标号未示出),所述第一风机的出风口对着所述蒸发器5,所述第二风机的出风口对着所述冷凝器3。其中,所述第一风机对准所述蒸发器5进行强制对流换热,能够提高换热效果,进而增强系统的制冷性能,还能够提高所述蒸发器5的化霜效率,降低化霜能耗。所述第二风机对准所述冷凝器3进行强制对流换热,能够提高换热效果,进而增强系统的制冷性能。
请继续参考图1,所述制冷系统10还包括一热力膨胀阀8,所述热力膨胀阀8设置于所述冷媒循环管路中,并位于所述储液器4与所述蒸发器5之间,所述热力膨胀阀8包括一温度感测单元,所述温度感测单元设置于所述蒸发器5的出口处,当所述温度感测单元感测的温度低于设定温度时,所述热力膨胀阀8自动关闭,使得所述储液器4与所述蒸发器5断开,当所述温度感测单元感测的温度高于设定温度时,所述热力膨胀阀8自动打开,使得所述储液器4与所述蒸发器5连通。
请继续参考图1,所述制冷系统10还包括一传感器(图中未示出)和一控制器(图中未示出),所述传感器设于所述蒸发器5上,用于感应所述蒸发器5是否有霜层及霜层是否融化,所述传感器、压缩机1及所述水泵7均与所述控制器电性连接。
本实施例中,所述制冷系统10的运行模式包括制冷模式和化霜模式。其中,在所述制冷模式时,所述压缩机1打开,所述水泵7关闭,所述制冷系统10的正常运转,此时所述相变储能换热器2收集所述压缩机1的排气热量。在所述化霜模式时,所述压缩机1关闭,所述水泵7打开,所述相变储能换热器2通过所述化霜循环管路将收集到的排气热量传递给所述蒸发器5。
本实施例提供的制冷系统10利用所述相变储能换热器2回收高温排气热量,并将回收的热量用于化霜,提高了系统的能效。此外,所述水泵7的功率非常低,能够极大地降低化霜过程中的能耗。与传统的制冷系统相比,本实施例提供制冷系统10的化霜能耗更低、化霜时间更短。
相应的,本实施例还提供一种制冷系统的化霜控制方法。请继续参考图1,所述制冷系统的化霜控制方法包括:
步骤一、提供如上所述的制冷系统10;
步骤二、关闭水泵7,打开压缩机1,开始制冷模式,并利用相变储能换热器2收集压缩机1的排气热量;
步骤三、关闭所述压缩机1,打开水泵7,开始化霜模式,并利用所述相变储能换热器2收集的排气热量对蒸发器5进行化霜。
具体的,在进行制冷工作时,打开压缩机1,并通过所述相变储能换热器2收集所述压缩机1的排气热量。在需要化霜时,压缩机1停机,水泵7打开,利用所述相变储能换热器2收集的排气热量对蒸发器5进行化霜。
其中,利用所述相变储能换热器2收集的排气热量对蒸发器5进行化霜的具体过程包括:
通过水泵7将水流(冷水)输送到所述相变储能换热器2中;
利用所述相变储能换热器2对所述水泵7提供的水流进行加热;
将加热后的水流输送至所述蒸发器5的热水通道中对所述蒸发器5进行化霜;
将降温后的水流(冷水)再次输送至所述相变储能换热器2中进行加热;
将加热后的水流再次输送至所述蒸发器5的热水通道中对所述蒸发器5进行化霜;
重复上述步骤直至所述蒸发器5上的霜层完全融化。
在此过程中,打开第一风机,以提高换热效果,进而提高所述蒸发器5的化霜效率。当传感器感应到所述蒸发器5的霜层完全融化后,关闭所述水泵7,打开所述压缩机1,恢复正常的制冷模式。此时,由于所述相变储能换热器2的热量被冷水水流带走,温度降低,因此在制冷运行过程中再次收集所述压缩机1的排气热量,这有利于增大系统的制冷量。
综上可知,本发明的制冷系统及其化霜控制方法,采用相变储能换热器收集压缩机的排气热量,并将回收的排气热量用于化霜,由此不但能够提高化霜效率,而且能够提高制冷系统的能效,更加节能环保。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本申请所作的进一步详细说明,不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种制冷系统,其特征在于,包括:压缩机、相变储能换热器、冷凝器、蒸发器和水泵;
所述压缩机、相变储能换热器、冷凝器和蒸发器通过冷媒循环管路依次连接,所述相变储能换热器、蒸发器和水泵通过化霜循环管路依次连接;
其中,所述相变储能换热器与所述压缩机的排气管相连,用于吸收并储存所述压缩机的排气热量,所述蒸发器具有热水通道,所述水泵提供的水流经由所述相变储能换热器输送至所述蒸发器的热水通道中进行热交换。
2.如权利要求1所述的制冷系统,其特征在于,还包括一储液器,所述储液器设置于所述冷凝器与所述蒸发器之间。
3.如权利要求2所述的制冷系统,其特征在于,还包括一热力膨胀阀,所述热力膨胀阀设置于所述冷媒循环管路中,并位于所述储液器与所述蒸发器之间。
4.如权利要求1所述的制冷系统,其特征在于,还包括一气液分离器,所述气液分离器设置于所述蒸发器与所述压缩机之间。
5.如权利要求1所述的制冷系统,其特征在于,还包括:一传感器和一控制器;
所述传感器设于所述蒸发器上,用于感测所述蒸发器是否有霜层;
所述传感器、所述压缩机及所述水泵均与所述控制器电性连接。
6.如权利要求1所述的制冷系统,其特征在于,还包括:第一风机和第二风机;
所述第一风机的出风口对着所述蒸发器,所述第二风机的出风口对着所述冷凝器。
7.一种制冷系统的化霜控制方法,其特征在于,包括:
步骤一、提供如权利要求1至6中任一项所述的制冷系统;
步骤二、关闭水泵,打开压缩机,开始制冷模式,并利用相变储能换热器收集压缩机的排气热量;
步骤三、关闭所述压缩机,打开水泵,开始化霜模式,并利用所述相变储能换热器收集的排气热量对蒸发器进行化霜。
8.根据权利要求7所述的制冷系统的化霜控制方法,其特征在于,利用所述相变储能换热器收集的排气热量对蒸发器进行化霜的过程包括:
通过所述相变储能换热器对所述水泵提供的水流进行加热;
将加热后的水流输送至所述蒸发器的热水通道中对所述蒸发器进行化霜;
将降温后的水流再次输送至所述相变储能换热器中进行加热;
将加热后的水流再次输送至所述蒸发器的热水通道中对所述蒸发器进行化霜;
重复上述步骤直至所述蒸发器上的霜层完全融化。
9.根据权利要求7所述的制冷系统的化霜控制方法,其特征在于,对应所述蒸发器设置第一风机,当所述蒸发器进行化霜时,打开第一风机。
10.根据权利要求7所述的制冷系统的化霜控制方法,其特征在于,对应所述冷凝器设置第二风机,当制冷模式时,打开第二风机。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220218 |
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