CN1257066C - 轿车空调蒸发器除霜装置 - Google Patents

Abstract

轿车空调蒸发器除霜装置主要包括压缩机，冷凝器，储液器，电子膨胀阀，蒸发器风机，蒸发器，蒸发器出口温度传感器，蒸发器进口温度传感器，蒸发器表面温度传感器，A/D转换器，程序存储器，电子膨胀阀的驱动电路，微处理器。节流机构采用电子膨胀阀，当蒸发器表面温度低于设定温度时，微处理器发出指令，增大电子膨胀阀的脉冲数，即增大电子膨胀阀的开度，电子膨胀阀的开度增加后，蒸发压力上升，蒸发器的表面温度升高，当蒸发器的表面温度高于设定温度时，蒸发器表面的霜则融化，实现蒸发器不停机化霜。该除霜装置避免了压缩机的频繁启动，减少能耗，增加了系统的稳定性，易于实现轿车空调的智能控制。

Description

轿车空调蒸发器除霜装置

技术领域

本发明涉及的是一种轿车空调蒸发器除霜装置，特别是一种采用电子膨胀阀作为节流机构，通过控制电子膨胀阀的开度来控制蒸发器表面温度，实现蒸发器不停机化霜的除霜装置。属于轿车空调技术领域。

技术背景

轿车空调系统主要有压缩机、冷凝器、蒸发器、储液器和节流机构等部件组成。通常的节流部件是热力膨胀阀和节流短管，但热力膨胀阀和节流短管都具有共同的局限性.即结构一旦定下，其控制目标参数及控制规律已经确定，无法更改.不管是什么对象待性，它们都以同样的方式工作，这显然不利于制冷剂流量和蒸发温度的调节。轿车空调系统在运行中，由于环境温度、太阳辐射温度、车速等变化的幅度比较大，致使蒸发温度变化比较大，蒸发器表面的温度也随之变化，若蒸发器表面温度低于周围空气的露点的温度，就会在蒸发器表面结霜，当蒸发温度不改变，则蒸发器表面就会进一步结冰，以至堵塞蒸发器，影响蒸发器的换热，降低蒸发器的制冷量，这样就需要对蒸发器除霜。

目前，轿车空调除霜方法是在蒸发器表面装有一个温度传感器，轿车空调控制器根据蒸发器表面温度的高低，发出控制信号给电磁离合器，控制压缩机运行或停止。当蒸发器表面温度低于0℃时，电磁离合器与压缩机断开，开始除霜。压缩机停机后，蒸发器表面温度上升，霜逐渐融化；当蒸发器表面温度高于某个温度值(一般为4℃)时，电磁离合器接通压缩机，开始制冷，这样频繁起动压缩机，一方面对轿车发动机造成较大的冲击，另一方面对轿车空调的舒适性、节能性及压缩机的使用寿命都具有较大的影响，尤其是在车室的热负荷较小，蒸发器的制冷量较大的工况下，压缩机起动的次数更加频繁，所带来的危害就更大。

已有技术中，专利号为JP10-315753A的日本发明专利采用制冷阀、空调阀、除霜阀、设备安装检查阀(FIR Valve)四个阀和相应的管路，通过冷凝器风扇、空调蒸发器风机、制冷蒸发器风机的开、关以及空调阀、除霜阀、设备安装检查阀(FIR Valve)周期性开、关来实现蒸发器表面的除霜，该方法采用的部件较多，运行复杂，可靠性差。

发明内容

为了克服已有技术的不足和缺陷，避免因蒸发器表面除霜而频繁地启动压缩机所带来的危害，本发明提供了一种新的除霜装置，包括压缩机，冷凝器，储液器，电子膨胀阀，蒸发器风机，蒸发器，蒸发器出口温度传感器，蒸发器进口温度传感器，蒸发器表面温度传感器，A/D转换器，程序存储器，电子膨胀阀的驱动电路，微处理器。节流机构采用电子膨胀阀，当蒸发器表面温度低于设定温度时，微处理器发出指令，增大电子膨胀阀的脉冲数，即增大电子膨胀阀的开度，电子膨胀阀的开度增加后，蒸发压力上升，蒸发器的表面温度升高，当蒸发器的表面温度高于设定温度时，蒸发器表面的霜则融化完，实现蒸发器不停机化霜。

轿车空调在运行中，采用电子膨胀阀作为蒸发器制冷剂流量的调节机构，一方面在正常运行中，微处理器根据蒸发器过热度的大小，适当调整电子膨胀阀的开度，保持蒸发器的过热度等于设定值。当微处理器检测到蒸发器表面温度低于设定结霜温度时，微处理器发出指令，增大电子膨胀阀的开度，使蒸发器的表面温度上升，当蒸发器表面温度大于某一温度值(如4℃)，除霜结束，微处理器控制电子膨胀阀进入正常的运行方式。该除霜装置避免了压缩机的频繁启动，减少能耗，增加了系统的稳定性，易于实现轿车空调的智能控制。

附图说明

图1是轿车空调蒸发器除霜装置示意图

图中1为压缩机，2为冷凝器，3为储液器，4为电子膨胀阀，5为蒸发器风机，6为蒸发器，7为蒸发器出口温度传感器，8为蒸发器进口温度传感器，9为蒸发器表面温度传感器，10为A/D转换器，11为存储器，12为电子膨胀阀的驱动电路，13为微处理器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施作进一步的描述。

如图1所示，本发明包括压缩机1，冷凝器2，储液器3，电子膨胀阀4，蒸发器风机5，蒸发器6，蒸发器出口温度传感器7，蒸发器进口温度传感器8，蒸发器表面温度传感器9，A/D转换器10，程序存储器11，电子膨胀阀的驱动电路12，微处理器13。压缩机1的出口与冷凝器2进口相连，冷凝器2的出口与储液器3的进口相连，储液器3的出口与电子膨胀阀4的进口相连，电子膨胀阀4的出口接蒸发器6的进口，蒸发器6的出口接压缩机1的进口。蒸发器进口温度传感器8紧贴在蒸发器6进口的管壁上，蒸发器进口温度传感器8的输出端与A/D转换器10的输入端电连接；蒸发器出口温度传感器7紧贴在蒸发器6出口的管壁上，蒸发器出口温度传感器7的输出端与A/D转换器10的输入端电连接；蒸发器表面温度传感器9紧贴在蒸发器6的壁面上，蒸发器表面温度传感器9的输出端与A/D转换器10的输入端电连接。A/D转换器10的输出端与微处理器13中的RAM相连，程序存储器11与微处理器13电连接，电子膨胀阀的驱动电路12的输入端与微处理器13输出端电连接，电子膨胀阀驱动电路12的输出端与电子膨胀阀4电连接。

从压缩机1出来的高温、高压制冷剂气体，经冷凝器2冷凝后，进入储液器3，然后通过电子膨胀阀4的节流作用，使制冷剂压力降低到蒸发压力，进入蒸发器6，在蒸发器6内蒸发吸收热量，变成气体，制冷剂气体回到压缩机1，完成一个制冷循环。在过热度控制中，蒸发器进口温度传感器8、蒸发器出口温度传感器7分别检测蒸发器的进、出口温度，两者的温度差作为蒸发器的过热度，当蒸发器出口温度传感器7、蒸发器进口温度传感器8的模拟信号经AD转换器10转化为数字信号，送微处理器13，微处理器13根据送来的温度信号和和预先储存在存储器11的控制算法(如PID控制或模糊控制)，得出对应电子膨胀阀4的一定开度所需要的脉冲数，送入驱动电路12，控制电子膨胀阀4的开度，从而控制蒸发器6的过热度。

当车室的负荷较小或压缩机1的转速突然变大，蒸发器6内的蒸发压力下降，蒸发器6的表面温度降低。蒸发器表面温度传感器9将检测的信号送A/D转换器10，A/D转换器10将模拟信号转化为数字信号，微处理器13根据蒸发器表面温度传感器9检测的数字信号，判断蒸发器6表面温度是否低于设定的结霜温度(如0℃)，若蒸发器6表面温度低于设定温度，则微处理器13发出指令给电子膨胀阀的驱动电路12，增大电子膨胀阀4的开度，提高蒸发压力，使蒸发器6的表面温度升高，化霜开始。当蒸发器6的表面温度升到某一设定值(如4℃)时，化霜结束。微处理器13发出控制指令，电子膨胀阀4的控制进入正常的控制程序，即根据蒸发器进口温度传感器8和蒸发器出口温度传感器7测量的温度差，控制蒸发器6的过热度。这样就避免了蒸发器6除霜时频繁启动压缩机1所带来的危害。

Claims (1)

1.一种轿车空调蒸发器除霜装置，包括压缩机(1)，冷凝器(2)，储液器(3)，电子膨胀阀(4)，蒸发器风机(5)，蒸发器(6)，蒸发器出口温度传感器(7)，蒸发器进口温度传感器(8)，蒸发器表面温度传感器(9)，A/D转换器(10)，程序存储器(11)，电子膨胀阀的驱动电路(12)，微处理器(13)，其特征在于：节流机构采用电子膨胀阀(4)，压缩机(1)的出口与冷凝器(2)进口相连，冷凝器(2)的出口与储液器(3)的进口相连，储液器(3)的出口与电子膨胀阀(4)的进口相连，电子膨胀阀(4)的出口接蒸发器(6)的进口，蒸发器(6)的出口接压缩机(1)的进口，蒸发器进口温度传感器(8)紧贴在蒸发器(6)进口的管壁上，蒸发器进口温度传感器(8)的输出端与A/D转换器(10)的输入端电连接；蒸发器出口温度传感器(7)紧贴在蒸发器(6)出口的管壁上，蒸发器出口温度传感器(7)的输出端与A/D转换器(10)的输入端电连接；蒸发器表面温度传感器(9)紧贴在蒸发器(6)的壁面上，蒸发器表面温度传感器(9)的输出端与A/D转换器(10)的输入端电连接，A/D转换器(10)的输出端与微处理器(13)中的RAM相连，程序存储器(11)与微处理器(13)电连接，电子膨胀阀的驱动电路(12)的输入端与微处理器(13)输出端电连接，电子膨胀阀驱动电路(12)的输出端与电子膨胀阀(4)电连接。

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