低溫製冷裝置的製作方法

2023-07-31 19:35:31 1

專利名稱：低溫製冷裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及空調器技術領域，更具體地說，涉及一種適合於低溫環境使用的低溫製冷裝置。
背景技術：
現有的空調製冷裝置，根據製冷環境溫度範圍一般劃分為Tl、T2和T3三種類型， 其中，Tl類型的環境溫度範圍是18-43°C，T2類型的環境溫度範圍是10-35°C，T3類型的環境溫度範圍是21-52°C。現有的空調製冷設備一般分為常規製冷(T1、T2環境)和高溫製冷(Τ3環境)兩大類方式來設計。針對常規製冷環境設計的製冷裝置不能在高溫製冷環境下正常使用，而針對高溫製冷環境設計的製冷裝置也不能在常規製冷環境下正常使用。即使按常規製冷和高溫製冷兩種類型來設計製冷裝置，當環境溫度小於10°C或環境溫度大於 52 °C時，都不能正常製冷。由於現在有些特殊設備，需要全年冷卻，即使在特殊的地理位置和冬季，如在我國東北的冬天，溫度經常保持在-10°c以下，而現有的空調設備一般只能滿足的工作範圍是 T1、T2和Τ3的三種類型，在超低工況溫度(0 -15°C )下難以正常工作。目前也一些單獨針對超低溫下空調製冷裝置的改進技術，如專利號為 200710071556. X，公開號為CN101256021A的中國專利公開了一種「能低溫製冷的空調器控制方法」，利用室內盤管溫度傳感器檢測盤管溫度的功能，檢測到室內盤管低於某溫度值Tl 持續時間tl時，且壓縮機持續運行時間tyl以上，進行停止外風機運行，降低熱交換；當室內盤管再低於某特定溫度值T2飛持續時間t2時，且壓縮機持續運行時間ty2以上，關閉壓縮機，內風機按設定風速運行，進行防凍結保護；當室內盤管高於某溫度值T3時整機恢復正常運行，開啟外風機和壓縮機，從而使空調能在低溫情況下能正常製冷。該專利通過改善防凍結的方式來增強空調器的低溫製冷效果，可以在0°C附近的溫度正常製冷，但不能解決超低溫製冷的問題。

實用新型內容本實用新型目的旨在克服上述現有技術的不足，提供一種適合於低溫環境中使用的低溫製冷裝置，使製冷裝置在_15°C的低溫環境下仍能正常使用。本實用新型採用的技術方案是一種低溫製冷裝置，包括依次連接的壓縮機、冷凝器、毛細管、蒸發器，其特徵在於，還包括第一電磁閥、第二電磁閥，設置在蒸發器上的第一溫度傳感器和第二溫度傳感器，所述第一電磁閥的進口連接冷凝器的進口，所述第一電磁閥的出口連接毛細管的出口，所述第二電磁閥並接在毛細管的兩端。上述的低溫製冷裝置，其特徵在於所述第一溫度傳感器設置在蒸發器的入口位置。上述的低溫製冷裝置，其特徵在於所述第二溫度傳感器設置在蒸發器的出口位置。[0009]上述的低溫製冷裝置，其特徵在於所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器連接在低溫製冷裝置的控制器的輸入端，所述第一電磁閥和第二電磁閥連接在控制器的輸出端。與現有技術相比，本實用新型具有以下優點本實用新型通過在製冷系統內設置兩個電磁閥，當蒸發器的溫度過低時，可以讓從冷凝器出來高壓製冷劑不經毛細管節流就流到蒸發器中，甚至可以讓從壓縮機出來的高溫高壓製冷劑直接向蒸發器噴射，製冷劑在蒸發器中冷凝放熱，迅速提高蒸發器溫度，有效避免了蒸發器結冰結霜現象。

圖1是本實用新型低溫製冷裝置的製冷系統結構示意圖；圖2是本實用新型低溫製冷裝置的控制方法主程序流程圖；圖3是本實用新型低溫製冷裝置的控制方法子程序流程圖。
具體實施方式
本實用新型是針對特種設備的需要而開發的低溫製冷裝置，如圖1所示，本實用新型的低溫製冷裝置的製冷系統由依次連接的壓縮機1、冷凝器2、毛細管4、蒸發器6組成， 製冷系統還包括有第一電磁閥3、第二電磁閥5。第二電磁閥5並接在毛細管的兩端，當第二電磁閥5打開時，毛細管形成短路，製冷劑直接從第二電磁閥5流過。第一電磁閥3並接在冷凝器2和毛細管4的管路上，第一電磁閥3的進口連接冷凝器2的進口，第一電磁閥3 的出口連接毛細管4的出口，形成在冷凝器2和毛細管4的製冷管路上並接一短管段，當第一電磁閥3打開時，從壓縮機1出來的製冷劑直接從第一電磁閥3流進蒸發器6而不進入冷凝器2。同時在蒸發器6上設置溫度檢測裝置7，包括第一溫度傳感器和第二溫度傳感器， 其中，第一溫度傳感器檢測蒸發器6溫度較低、容易結霜部位的溫度，第二溫度傳感器檢測溫度較高、不容易出現結霜部位的溫度。通常，蒸發器入口是蒸發器6中最容易結霜的部位，而蒸發器出口則是蒸發器6中溫度較高、不容易出現結霜的位置。因此，在本實施例中， 上述第一溫度傳感器用於檢測蒸發器入口溫度參數T，第二溫度傳感器用於檢測蒸發器出口溫度參數Tl。根據測試和統計結果得知，T和Tl通常滿足Tl彡T+5，這一規律可以為後續的控制方法提供部分依據。上述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器連接在低溫製冷裝置的控制器的輸入端，第一電磁閥和第二電磁閥連接在控制器的輸出端。本實用新型根據蒸發器入口與出口的實時溫度情況，通過控制第一電磁閥3和第二電磁閥5的開關狀態，實現快速提升蒸發器溫度。圖2、圖3是本實用新型的控制方法的主程序和子程序流程圖，其中，主程序控制低溫製冷裝置進行常規的製冷運行，子程序控制低溫製冷裝置進行化霜運行。在本實施例中，低溫製冷裝置的控制器每隔t秒對蒸發器入口溫度T進行一次採樣，在執行子程序中， 還會對蒸發器出口溫度Tl進行採樣，同樣也是每間隔t秒進行一次採樣，通過系統內部的計數器可以累計蒸發器入口溫度的採樣次數N，t的範圍優選20-60秒，N優選3-10次。不過在其他實施例中，第一溫度傳感器和第二溫度傳感器也可以按需採樣，即分別根據控制器的控制，實時或者延時一定時間之後檢測蒸發器入口及出口的溫度並生成相應的溫度數據，提供給控制器讀取和使用，而不必周期性地進行檢測。下面，以N = 3、t = 20秒的周期性檢測為例說明本實用新型的控制方法如圖2所示，本實用新型的低溫製冷裝置的控制方法的主程序包括以下步驟步驟S11、低溫製冷裝置進行製冷運行。從壓縮機1出來的高溫高壓製冷劑經過冷凝器2降溫後，流向毛細管4節流降壓，然後在蒸發器6中蒸發，再回到壓縮機1中來。在本階段，低溫製冷裝置的第一電磁閥3和第二電磁閥5都處於關閉狀態。步驟S12、檢測第一溫度傳感器的溫度數據是否小於或者等於第一預定溫度；如果是，執行步驟S13 ；否則，返回執行步驟S11。第一溫度傳感器每隔20秒進行一次採樣，並將採樣到的溫度數據記錄到系統特定的存儲位置，然後由控制器讀取上述第一溫度傳感器的採樣到的溫度數據。具體地，上述第一溫度傳感器的溫度數據是指蒸發器入口溫度T。在本實施例中，第一預定溫度可以選擇 o°c附近的溫度值，其中優選o°c。如果蒸發器入口溫度T >o°c，表明蒸發器沒有出現結霜結冰現象，低溫製冷裝置處於正常的製冷運行狀態，低溫製冷裝置可以繼續執行常規的製冷運行。如果蒸發器入口溫度o°c，表明蒸發器可能已經出現結霜結冰現象，不過為了避免因不穩定因素影響產生的設備檢查錯誤，導致誤判，當檢測到T ( o°c時，繼續執行後續的步驟S13，同時將系統中對應蒸發器入口溫度的採樣次數N的計數器加1 (計數器的初始值設置為0)。步驟S13、判斷第一溫度傳感器的溫度數據是否累計N次小於或者等於第一預定溫度，如果是，執行子程序(步驟S14)；否則，返回執行步驟S11。控制器持續以每隔20秒檢測一次的頻率檢測蒸發器入口的溫度，當控制器檢測到第一溫度傳感器的溫度數據小於或者等於第一預定溫度時，計數器加1。在檢測過程中， 如果連續檢測到T ( 0°C，則每檢測到一次，計數器加1 ；不過，如果前一次檢測到T 0°C，則表明蒸發器6未結霜結冰、蒸發器6結霜結冰不嚴重或者上一次檢測結果為誤判等，此時將計數器清零(對應N> 1的情形)，後續檢測過程重新開始計數。當累計N次T 5°C，通常表明蒸發器6目前已經沒有結霜結冰現象，無需繼續化霜。若T < 5°C，表明蒸發器6很可能仍處於結霜結冰狀態或者蒸發器6仍未擺脫結霜結冰的風險。步驟S23、關閉第二電磁閥5，退出子程序，返回主程序執行常規的製冷運行。當 T ^ 5°C，表明蒸發器6已經消除了結霜結冰的風險，不必繼續將製冷劑從冷凝器2直接流入蒸發器6內冷凝放熱，因此，控制器控制第二電磁閥5關閉，使低溫製冷裝置處於第一電磁閥3與第二電磁閥5都關閉的常規製冷運行狀態，從冷凝器2出來的製冷劑經毛細管4 節流再流入蒸發器6內。當然，為避免蒸發器6再出現結霜結冰現在，退出子程序後，低溫製冷裝置仍按照標準的主程序運行，周期性地檢測蒸發器入口溫度T，這一運行過程與前面相同，在此不再贅述。步驟S24、檢測第二溫度傳感器的溫度數據是否小於或者等於第三預定溫度；如果是，執行步驟S25 ；否則，返回執行步驟S22。在本實施例中，第二溫度傳感器以每隔20秒進行一次的頻率檢測蒸發器出口的溫度，並將採樣到的溫度數據記錄到系統中特定的存儲位置，該溫度數據就是蒸發器出口溫度Tl。當然，在其他實施例中，第二溫度傳感器也可以僅在需要執行步驟SM的時候才進行檢測並記錄相應的蒸發器出口溫度Tl。在本實施例中，第三預定溫度可以選擇0°C附近的溫度值，其中優選0°C。當在步驟S22中檢測到蒸發器入口溫度T 0°C，低溫製冷裝置返回執行步驟S22 ；若 Tl ( 0°C，低溫製冷裝置執行步驟S25。具體地，當蒸發器出口溫度Tl > 0°C時，表明蒸發器結霜結冰現象沒有進一步嚴重的趨勢，低溫製冷裝置返回執行步驟S22，在第一電磁閥3關閉且第二電磁閥5打開的狀態下運行，最後如果檢測到蒸發器入口溫度T > 5°C，執行步驟S23，關閉第二電磁閥5，結束子程序，返回主程序執行常規的製冷運行。若Tl < 0°C，則表明單以冷凝器2出來的製冷劑提高蒸發器6的溫度的措施還不能解決蒸發器6結霜的問題，蒸發器6需要用更高溫度的製冷劑來提升溫度。這時，需要執行步驟S25。步驟S25、打開第一電磁閥3，執行步驟S26。控制器控制第一電磁閥3打開，壓縮機1排出的高溫製冷劑經第一電磁閥3所在的管路直接回到蒸發器6中，製冷劑在蒸發器6中直接冷凝放熱，可有效迅速地提高蒸發器 6的溫度，避免蒸發器6結霜結冰。步驟S26、檢測第一溫度傳感器的溫度數據是否大於或者等於第四預定溫度；如果是，執行步驟S27。如前所述，在本實施例中，第一溫度傳感器以每隔20秒進行一次的頻率獲取蒸發器入口溫度T。第四預定溫度可以選擇5°C附近的溫度值，其中優選5°C。如果檢測到 T ^ 5°C，通常表明蒸發器6目前已經沒有結霜結冰現象，無需繼續化霜，低溫製冷裝置執行步驟S27。如果檢測到T < 5°C，表明蒸發器6可能仍處於結霜結冰狀態，低溫製冷裝置繼續在第一電磁閥3打開的狀態下運行並持續檢測蒸發器入口溫度T，直至檢測到T彡5°C 時，執行步驟S27。在第一電磁閥3打開時，壓縮機1排出的製冷劑直接經第一電磁閥3回到蒸發器6中，此時第二電磁閥5的狀態對低溫製冷裝置的影響不大。步驟S27、關閉第一電磁閥3和第二電磁閥5，退出子程序，返回主程序執行常規的製冷運行。如果蒸發器入口溫度T彡5°C，蒸發器6基本上已經不存在結霜結冰現象，低溫製冷裝置將第一電磁閥3和第二電磁閥5恢復到常規的製冷運行的狀態，執行常規的製冷運行。通常，第一預定溫度和第三預定溫度都用於指示蒸發器是已經結霜，而第二預定溫度和第四預定溫度都用於指示蒸發器未結霜，因此，第一預定溫度和第三預定溫度可以設定為相同的溫度值，第二預定溫度和第四預定溫度也可以設定為相同的溫度值，且第一預定溫度和第三預定溫度的溫度值小於第二預定溫度和第四預定溫度的溫度值。綜上所述，本實用新型的低溫製冷裝置通過在製冷系統內設置兩個電磁閥並且通過相應的控制方法進行合理的控制，從而當蒸發器的溫度過低時，可以讓從冷凝器出來高壓製冷劑不經毛細管節流就流到蒸發器中，甚至可以讓從壓縮機出來的高溫高壓製冷劑直接向蒸發器噴射，製冷劑在蒸發器中冷凝放熱，迅速提高蒸發器溫度，有效避免了蒸發器結冰結霜現象。
權利要求1.一種低溫製冷裝置，包括依次連接的壓縮機、冷凝器、毛細管、蒸發器，其特徵在於， 還包括第一電磁閥、第二電磁閥，設置在蒸發器上的第一溫度傳感器和第二溫度傳感器，所述第一電磁閥的進口連接冷凝器的進口，所述第一電磁閥的出口連接毛細管的出口，所述第二電磁閥並接在毛細管的兩端。
2.根據權利要求1所述的低溫製冷裝置，其特徵在於所述第一溫度傳感器設置在蒸發器的入口位置。
3.根據權利要求2所述的低溫製冷裝置，其特徵在於所述第二溫度傳感器設置在蒸發器的出口位置。
4.根據權利要求1所述的低溫製冷裝置，其特徵在於所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器連接在低溫製冷裝置的控制器的輸入端，所述第一電磁閥和第二電磁閥連接在控制器的輸出端。
專利摘要本實用新型公開了低溫製冷裝置，該低溫製冷裝置包括控制器，依次連接的壓縮機、冷凝器、毛細管、蒸發器，還包括第一電磁閥、第二電磁閥，設置在蒸發器上的第一溫度傳感器和第二溫度傳感器，所述第一電磁閥的進口連接冷凝器的進口，所述第一電磁閥的出口連接毛細管的出口，所述第二電磁閥並接在毛細管的兩端。本實用新型通過在製冷系統內設置兩個電磁閥，當蒸發器的溫度過低時，可以讓從冷凝器出來高壓製冷劑不經毛細管節流就流到蒸發器中，甚至可以讓從壓縮機出來的高溫高壓製冷劑直接向蒸發器噴射，製冷劑在蒸發器中冷凝放熱，迅速提高蒸發器溫度，有效避免了蒸發器結冰結霜現象。
文檔編號F25B49/02GK202074759SQ201120195568
公開日2011年12月14日 申請日期2011年6月10日 優先權日2011年6月10日
發明者招偉 申請人:Tcl空調器(中山)有限公司