CN115265040B - 一种双桥并联蒸发器风冷系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双桥并联蒸发器风冷系统及其控制方法，风冷系统包括通过并联管路连接的两个蒸发器及热气融霜管路，两个蒸发器两侧分别安装变频蒸发风机，热气融霜管路与并联管路连通，且热气融霜管路上安装电磁阀用以控制热气融霜管路的开启，结构简单易于实现，将气流分成两路可以有效降低压降损失，保证温度均匀性，保证箱内温度达到制冷要求，风冷系统的控制过程中，在初始化霜间隔时间及初始化霜时间设定值的基础上增加修正系数，根据每个开停周期进行所需化霜间隔时间及化霜时间的修正，实现动态控制，有效节能且提高了化霜效果。

Description

一种双桥并联蒸发器风冷系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及制冷系统及制冷方法，尤其是一种双桥并联蒸发器风冷系统及其控制方法。

背景技术

目前商用卧式冷柜主要以直冷系统为主，在使用过程中存在箱体内壁结霜问题，需要客户定期清理，否则会影响冷柜的制冷效果；现有技术已经逐渐向风冷系统发展，应用风冷系统的冷柜箱体内壁不会结霜。现有风冷冷柜为满足制冷深度和均匀性要求，一般通过改变风道布局和出风口结构实现，效果不显著；同时蒸发器化霜目前主要采用电加热方式，其控制方法多依据经验建立标准模型，通用性差、化霜效率低。

公开号为CN107782030A的中国发明专利针对现有制冷系统融霜时压缩机负荷大的问题，提出了一种降负荷保冷热气融霜系统和制冷设备，能够同时进行化霜和制冷过程，在融霜的同时能保持箱体部分区域制冷，避免箱内温度波动，其系统结构采用多种电磁阀、节流阀以及四通换向阀，导致管路结构复杂，生产制造难度大，且生产成本高；公开号为CN114322425 A的中国发明专利提供了一种风冷冰箱的化霜控制方法，通过检测开关门次数、运行时间以及出风口风速来控制化霜，其控制方法的判定依据为设定值或者设定范围，在控制化霜时间上同样以设定温度为判断依据，控制准确性较低。

发明内容

为了克服现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种双桥并联蒸发器风冷系统及其控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双桥并联蒸发器风冷系统，包括制冷系统及箱体，所述制冷系统安装于箱体内，所述制冷系统包括压缩机、冷凝器、蒸发器，所述制冷系统还包括热气融霜管路，所述蒸发器包括第一蒸发器及第二蒸发器，所述第一蒸发器与第二蒸发器通过并联管路实现并联，所述并联管路上还安装有平衡阀，所述压缩机出口与冷凝器入口连通，所述冷凝器出口通过毛细管与并联管路的平衡阀连接，所述第一蒸发器及第二蒸发器侧面分别安装第一蒸发风机及第二蒸发风机，所述第一蒸发器出口及第二蒸发器出口均与压缩机入口连通，所述热气融霜管路一端与平衡阀连接，所述热气融霜管路另一端与压缩机出口连接，所述热气融霜管路上设置电磁阀，所述第一蒸发器及第二蒸发器底部设置有接水盘，所述箱体内还设置有蒸发器温度传感器、箱内温度传感器、出风口温度传感器，所述蒸发器温度传感器、箱内温度传感器、出风口温度传感器、平衡阀、第一蒸发风机及第二蒸发风机均与箱体外的控制器电性连接。

上述的一种双桥并联蒸发器风冷系统，所述接水盘侧面设置有排水管，所述热气融霜管路与排水管同轴。

上述的一种双桥并联蒸发器风冷系统，所述第一蒸发器出口通过第一集液管与压缩机入口连通，所述第二蒸发器出口通过第二集液管与压缩机入口连通。

上述的一种双桥并联蒸发器风冷系统，所述第一集液管及第二集液管内分别设置第一蒸发器温度传感器、第二蒸发器温度传感器，所述箱体内设置有箱内温度传感器，所述箱体内设置有出风口，所述出风口处安装有出风口温度传感器。

上述的一种双桥并联蒸发器风冷系统，所述第一蒸发器与第二蒸发器之间设置有导风板，所述导风板包括第一导风板及第二导风板，所述第一导风板及第二导风板为弧形结构，所述第一导风板出风口方向朝向第一蒸发器，所述第二导风板出风口方向朝向第二蒸发器。

基于上述任意一项所述的一种双桥并联蒸发器风冷系统的控制方法，包括如下步骤：

步骤1，制冷系统启动后，冷媒经过压缩机、冷凝器、毛细管、平衡阀、蒸发器重新回到压缩机，此过程平衡阀调整两个蒸发器冷媒流量，同时记录压缩机的运行时间；

步骤2，当步骤1中压缩机的运行时间大于设定的初始化霜间隔时间t₀时，箱内温度传感器测量此时箱内温度T是否满足设定温度T₁，若T＜T₁，则记录达到T时的时间t_i，若T≥T₁，延长制冷时间，重复循环检测箱内温度，直至T＜T₁，记录达到T时的时间t_i；

步骤3，根据步骤2记录的时间t_i得到化霜间隔时间修正系数其中i为当前周期数，n为周期数；

步骤4，出风口温度传感器检测出风口温度，控制器判断出风口温度是否满足设定温度T₃，当出风口温度大于等于T₃时，化霜间隔时间修正系数k_i’＝1.05*k_i，同时设定下一周期初始化霜间隔时间t_i+1＝t_i+k_i’；当出风口温度小于T₃时，启动化霜程序。

上述的一种双桥并联蒸发器风冷系统的控制方法，所述步骤1中平衡阀调节两个蒸发器冷媒流量的具体调节方法为：第一蒸发器温度传感器、第二蒸发器温度传感器实时采集第一蒸发器的温度T_2-1和及第二蒸发器的温度T_2-2，若│T_2-1-T_2-2│＜2℃，则合格，若│T_2-1-T_2-2│≥2℃，则控制器控制平衡阀对应的两侧管路的开合程度，进行温度补偿。

上述的一种双桥并联蒸发器风冷系统的控制方法，所述温度补偿的具体方法为：平衡阀自带的压力传感器分别测定第一蒸发器管路的压力P₁及第二蒸发器管路P₂的压力，得到压力修正系数h＝(P₁-P₂)/2，将压力修正系数补偿到压力较小侧的管路，即压力较小侧管路的压力P_n’＝P_n+h，其中n＝1或2，直至│P₁-P₂│小于其中，P_1标准为第一蒸发器管路的标准压力，P_2标准为第二蒸发器管路的标准压力。

上述的一种双桥并联蒸发器风冷系统的控制方法，所述步骤4中涉及的化霜程序具体步骤包括：

步骤4.1，打开电磁阀，控制器控制关闭第一蒸发风机及第二蒸发风机，冷媒经过压缩机、热气融霜管路、平衡阀及蒸发器回到压缩机，此过程平衡阀调整两个蒸发器冷媒流量，同时开始记录化霜时间；

步骤4.2，当步骤1中的化霜时间大于设定的初始化霜时间c₀时，第一蒸发器温度传感器、第二蒸发器温度传感器分别将所测温度上传至控制器，控制器判定此时第一蒸发器的温度T_2-1’和第二蒸发器的温度T_2-2’，取T_2-1’、T_2-2’中的较小值，判定T_2-1’、T_2-2’中的较小值与设定温度T₄的关系，当T_2-1’、T_2-2’中的较小值小于T₄时，延长化霜时间，直至T_2-1’、T_2-2’中的较小值大于等于T₄，此时记录该周期达到设定温度的时间p_i；

步骤4.3，根据步骤4.2记录的时间p_i得到化霜时间修正系数其中i为当前周期数，n为周期数，同时设定下一周期初始化霜间隔时间c_i+1＝c_i+p_i，当T_2-1’、T_2-2’中的较小值大于等于T₄时，控制器控制电磁阀关闭，进入制冷程序。

本发明的有益效果是，本发明风冷系统包括两个蒸发器，可以吸收大量热量，提高散热效率，加强制冷效果；并联蒸发器为对称结构，易于生产制作，在并联蒸发器下方安装接水盒，装配一体化，安装操作方便；蒸发器两侧同时出风，将气流分成两路可以有效降低压降损失，保证温度均匀性，保证箱内温度达到制冷要求；该蒸发器使用两个蒸发风机，加快气流冷却，提高换热效率，增强箱内热交换，满足制冷需求；蒸发器内部有导向结构，提高了进入蒸发器的的风速及效率，有效的提高了制冷效率；并联蒸发器通过电磁平衡阀连接，平衡系统压降，保证制冷剂均匀循环；化霜系统采用热气融霜方式，化霜效率高，控制方法增加化霜间隔时间修正系数和化霜时间修正系数，根据每个开停周期进行所需的化霜时间修正，实现化霜系统的动态调节，保证箱内温度和充分化霜的要求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明制冷系统示意图；

图2为本发明制冷系统侧视图；

图3为本发明制冷系统出风方向示意图；

图4为本发明制冷系统安装侧视图；

图5为本发明制冷系统安装俯视图；

图6为本发明图5中A-A方向剖视图；

图7为本发明制冷系统连接框图；

图8为本发明制冷系统控制方法流程图。

图中1.第一蒸发器，2.接水盘，3.热气融霜管路，4.第二蒸发器，5.并联管路，6.上风道，7.出风口，8.排水管，9.回风口，10.冷凝器，11.第一导风板，12.蒸发管，13.压缩机，14.第一蒸发风机，15.第二蒸发风机，16.第二导风板，17.毛细管，18.平衡阀。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。

如图1-3、图7所示，本实施例公开了一种双桥并联蒸发器风冷系统，包括制冷系统及箱体，制冷系统安装于箱体内，制冷系统包括压缩机13、冷凝器10、蒸发器，热气融霜管路3，蒸发器包括第一蒸发器1及第二蒸发器4，第一蒸发器1与第二蒸发器4通过并联管路5实现并联，并联管路5上还安装有平衡阀，压缩机13出口与冷凝器10入口连通，冷凝器10出口通过毛细管17与并联管路5的平衡阀连接，第一蒸发器1及第二蒸发器4侧面分别安装第一蒸发风机14及第二蒸发风机15，第一蒸发器1出口及第二蒸发器4出口均与压缩机13入口连通，热气融霜管路3一端与平衡阀18连接，热气融霜管路3另一端与压缩机13出口连接，热气融霜管路3上设置电磁阀，第一蒸发器1及第二蒸发器4底部设置有接水盘2，接水盘2侧面设置有排水管8，热气融霜管路3穿过排水管，即热气融霜管路3与排水管8同轴，箱体内还设置有蒸发器温度传感器、箱内温度传感器、出风口温度传感器及控制器，蒸发器温度传感器、箱内温度传感器、出风口温度传感器、平衡阀、第一蒸发风机及第二蒸发风机均与控制器电性连接。

在本实施例中，第一蒸发器出口通过第一集液管与压缩机入口连通，第二蒸发器出口通过第二集液管与压缩机入口连通，第一集液管及第二集液管内分别设置第一蒸发器温度传感器、第二蒸发器温度传感器，箱体内设置有箱内温度传感器，箱体内设置有出风口7，出风口处安装有出风口温度传感器。

第一蒸发器与第二蒸发器之间设置有导风板，导风板包括第一导风板11及第二导风板16，第一导风板11及第二导风板16为弧形结构，第一导风板11出风口方向朝向第一蒸发器1，第二导风板16出风口方向朝向第二蒸发器4，有效的避免了风的紊乱，提高了风路效率。

第一蒸发风机及第二蒸发风机为变频风机，可以更好的控制热交换，而不是以前只是通过压缩机不停机实现制冷增强。

如图4-6所示，本实施例制冷系统安装于箱体底部一侧，两个并联的蒸发器同时出风，分别经过两个蒸发器侧面的风道到达上风道6，从上部出风口7出风，冷量可直接从压强高的出风口流向压强较低的回风口9在箱内形成制冷循环。

蒸发器因为在箱内有热交换的发生，所以会产生凝霜，因此需要对蒸发器进行化霜。在进行化霜时，将热气融霜管路的电磁阀打开，两个蒸发风机停止工作，此时压缩机产生的高温、高压冷媒被分流，到达冷凝器及毛细管的冷媒压力变小，导致冷媒无法通过毛细管，即热气融霜管路的电磁阀打开后，由于毛细管的存在使得由冷凝器冷凝的冷媒无法到达蒸发器，冷媒只能通过热气融霜管路到达并联管路，从并联管路进入到两个蒸发器，蒸发器接收来自压缩机的高温的冷媒会融化蒸发器在制冷过程中产生的凝霜。

如图8所示，本实施例风冷系统的控制方法包括如下步骤：

步骤1，制冷系统启动后，冷媒经过压缩机、冷凝器、毛细管、平衡阀、蒸发器重新回到压缩机，此过程平衡阀调整两个蒸发器冷媒流量，同时记录压缩机的运行时间；

平衡阀调节两个蒸发器冷媒流量的具体调节方法为：第一蒸发器温度传感器、第二蒸发器温度传感器实时采集第一蒸发器的温度T_2-1和及第二蒸发器的温度T_2-2，若│T_2-1-T_2-2│＜2℃，则合格，若│T_2-1-T_2-2│≥2℃，则平衡阀自带的压力传感器分别测定第一蒸发器管路的压力P₁及第二蒸发器管路P₂的压力，得到压力修正系数h＝(P₁-P₂)/2，控制器控制平衡阀对应的两侧管路的开合程度，将压力修正系数补偿到压力较小侧的管路，即压力较小侧管路的压力P_n’＝P_n+h，其中n＝1或2，直至│P₁-P₂│小于其中，P_1标准为第一蒸发器管路的标准压力，P_2标准为第二蒸发器管路的标准压力；

步骤2，当步骤1中压缩机的运行时间大于设定的初始化霜间隔时间t₀时，箱内温度传感器测量此时箱内温度T是否满足设定温度T₁，若T＜T₁，则记录达到T时的时间t_i，若T≥T₁，延长制冷时间，重复循环检测箱内温度，直至T＜T₁，记录达到T时的时间t_i；

步骤3，根据步骤2记录的时间t_i得到化霜间隔时间修正系数其中i为当前周期数，n为周期数；

步骤4，出风口温度传感器检测出风口温度，控制器判断出风口温度是否满足设定温度T₃，当出风口温度大于等于T₃时，化霜间隔时间修正系数k_i’＝1.05*k_i，同时设定下一周期初始化霜间隔时间t_i+1＝t_i+k_i’；当出风口温度小于T₃时，启动化霜程序。

化霜程序具体步骤包括：

步骤4.1，打开电磁阀，控制器控制关闭第一蒸发风机及第二蒸发风机，冷媒经过压缩机、热气融霜管路、平衡阀及蒸发器回到压缩机，此过程平衡阀调整两个蒸发器冷媒流量，同时开始记录化霜时间；

步骤4.2，当步骤1中的化霜时间大于设定的初始化霜时间c₀时，第一蒸发器温度传感器、第二蒸发器温度传感器分别将所测温度上传至控制器，控制器判定此时第一蒸发器的温度T_2-1’和第二蒸发器的温度T_2-2’，取T_2-1’、T_2-2’中的较小值，判定T_2-1’、T_2-2’中的较小值与设定温度T₄的关系，当T_2-1’、T_2-2’中的较小值小于T₄时，延长化霜时间，直至T_2-1’、T_2-2’中的较小值大于等于T₄，此时记录该周期达到设定温度的时间p_i；

步骤4.3，根据步骤4.2记录的时间p_i得到化霜时间修正系数其中i为当前周期数，n为周期数，同时设定下一周期初始化霜间隔时间c_i+1＝c_i+p_i，当T_2-1’、T_2-2’中的较小值大于等于T₄时，控制器控制电磁阀关闭，进入制冷程序。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种双桥并联蒸发器风冷系统，包括制冷系统及箱体，所述制冷系统安装于箱体内，所述制冷系统包括压缩机、冷凝器、蒸发器，其特征在于：所述制冷系统还包括热气融霜管路，所述蒸发器包括第一蒸发器及第二蒸发器，所述第一蒸发器与第二蒸发器通过并联管路实现并联，所述并联管路上还安装有平衡阀，所述压缩机出口与冷凝器入口连通，所述冷凝器出口通过毛细管与并联管路的平衡阀连接，所述第一蒸发器及第二蒸发器侧面分别安装第一蒸发风机及第二蒸发风机，所述第一蒸发器出口及第二蒸发器出口均与压缩机入口连通，所述热气融霜管路一端与平衡阀连接，所述热气融霜管路另一端与压缩机出口连接，所述热气融霜管路上设置电磁阀，所述第一蒸发器及第二蒸发器底部设置有接水盘，所述箱体内还设置有蒸发器温度传感器、箱内温度传感器、出风口温度传感器，所述蒸发器温度传感器、箱内温度传感器、出风口温度传感器、平衡阀、第一蒸发风机及第二蒸发风机均与箱体外的控制器电性连接；

所述平衡阀调节两个蒸发器冷媒流量的具体调节方法为：第一蒸发器温度传感器、第二蒸发器温度传感器实时采集第一蒸发器的温度T_2-1和第二蒸发器的温度T_2-2，若│T_2-1-T_2-2│＜2℃，则合格，若│T_2-1-T_2-2│≥2℃，则控制器控制平衡阀对应的两侧管路的开合程度，进行温度补偿；

所述温度补偿的具体方法为：平衡阀自带的压力传感器分别测定第一蒸发器管路的压力P₁及第二蒸发器管路P₂的压力，得到压力修正系数h=│P₁-P₂│/2，将压力修正系数补偿到压力较小侧的管路，即压力较小侧管路的压力P_n’=P_n+h，其中n=1或2，直至│P₁-P₂│小于，其中， P_1标准为第一蒸发器管路的标准压力，P_2标准为第二蒸发器管路的标准压力。

2.根据权利要求1所述的一种双桥并联蒸发器风冷系统，其特征在于，所述接水盘侧面设置有排水管，所述热气融霜管路与排水管同轴。

3.根据权利要求1所述的一种双桥并联蒸发器风冷系统，其特征在于，所述第一蒸发器出口通过第一集液管与压缩机入口连通，所述第二蒸发器出口通过第二集液管与压缩机入口连通。

4.根据权利要求3所述的一种双桥并联蒸发器风冷系统，其特征在于，所述第一集液管及第二集液管内分别设置第一蒸发器温度传感器、第二蒸发器温度传感器，所述箱体内设置有箱内温度传感器，所述箱体内设置有出风口，所述出风口处安装有出风口温度传感器。

5.根据权利要求1所述的一种双桥并联蒸发器风冷系统，其特征在于，所述第一蒸发器与第二蒸发器之间设置有导风板，所述导风板包括第一导风板及第二导风板，所述第一导风板及第二导风板为弧形结构，所述第一导风板出风口方向朝向第一蒸发器，所述第二导风板出风口方向朝向第二蒸发器。