CN115265007A - 一种换热装置和控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种换热装置和控制方法，涉及空调技术领域。换热装置具体包括多排换热管，当换热装置作为冷凝器时，至少一组相邻的所述换热管之间设有至少一组对相邻的所述换热管之间的空气进行降温的毛细管组。旨在避免多排冷凝器之间换热效率逐级降低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及空调技术领域，特别涉及一种换热装置和控制方法。
背景技术
目前大部分空调制冷***常常采用炽热换热器作为冷凝器，毛细管作为节流部件，采用上述方案存在一定的弊端：当冷凝器的数量并排增加时，外热的冷空气先与第一排温度冷凝器进行换热，此时空气温度较换热之间有所升高，随后温度较高的空气与下一冷凝器继续换热，由于空气与下一个冷凝器之间的温差减小，导致下一个冷凝器的换热效率降低。
如何解决多排冷凝器的换热效率低的问题，成为了亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种换热装置和控制方法，旨在避免多排冷凝器之间换热效率逐级降低的问题。
为了实现上述目的，本发明提出一种换热装置，包括多排换热管，当换热装置作为冷凝器时，至少一组相邻的所述换热管之间设有至少一组对相邻的所述换热管之间的空气进行降温的毛细管组。
在本申请的一实施例中，所述毛细管组包括至少一个毛细管。
在本申请的一实施例中，当所述毛细管组包括多根毛细管时，多根毛细管的进液口沿着所述冷凝器的出液管的延伸方向依次连接在所述冷凝器的出液管上，多根毛细管的出液口沿着蒸发器的进液管的进液方向依次连接在蒸发器的进液管上。
在本申请的一实施例中，所述毛细管的进液口与冷凝器的出液管的连接处设置有三通转向阀门。
在本申请的一实施例中，所述蒸发器的进液管上设有切换全部或部分的毛细管的并联状态与串联状态的电磁阀。
在本申请的一实施例中，定义毛细管的数量为α，当α为奇数且α＞1时，所述电磁阀设置在沿着蒸发器的进液管的进液方向第α-1个与α个毛细管的出液口之间。
本申请还公开了一种控制方法，获取当前环境温度参数，当所述环境温度参数小于等于第一预设阈值时，调节三通转向阀门和电磁阀使多个毛细管呈串联状态，以使冷凝器与蒸发器中的冷媒保持预设压差。
在本申请的一实施例中，获取多个毛细管中冷媒的阻力值，判断各个毛细管中的冷媒阻力是否大于预设阻力值，当毛细管中的冷媒阻力值大于预设阻力值时，调整三通转向阀门和电磁阀将冷媒阻力大于预设阻力值所对应的毛细管设定成断开状态。
在本申请的一实施例中，当所述环境温度大于等于第二预设阈值时，调节三通转向阀门和电磁阀使多根毛细管呈并联状态，以降低制冷量衰减。
采用上述技术方案，在多排换热管中至少一组相邻的换热管之间设置至少一组对相邻的换热管之间的空气进行降温的毛细管组，提高了多排换热管的换热效率。
附图说明
下面结合具体实施例和附图对本发明进行详细的说明，其中：
图1为本发明第一种实施例的侧视图。
图2为本发明第一种实施例的主视图。
图3为本发明毛细管级联的结构图。
图4为三通转向阀门的剖视图。
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至图4所示，为了实现上述目的，本发明提出一种换热装置，包括多排换热管，当换热装置作为冷凝器时，至少一组相邻的所述换热管之间设有至少一组对相邻的所述换热管之间的空气进行降温的毛细管组。
具体的，一种换热装置，包括多排换热管和毛细管组。本申请中的换热装置为冷凝器，其在空调制冷时，会产生大量的热量。
换热管采用金属材料制成，例如金属铜、铝等等。采用金属材料制成的换热管具有支撑能力强，导热性能好等优点。为了进一步提高换热管的散热效率，在换热管上设置有向外延展的换热翅片，换热翅片与换热管之间采用固定连接的方式连接，例如焊接、一体成型等等。当然根据设计的需要，换热翅片与换热管之间也可以采用可拆卸连接的方式连接，采用可拆卸的方式连接，方便换热翅片的安装与拆卸，便于后期的维护。
众所周知，换热管的面积越大，换热效率越高。因此现有的换热管一般设置成多排结构，但多排设置的换热管中，两个相邻换热管之间的温度散出较慢，导致两个相邻换热管之间的温度常常高于换热装置外部的空气温度。极大的影响了换热管的换热效率。为了提高换热管的换热效率。
在至少一组相邻的换热管之间设置至少一组对相邻的换热管之间的空气进行降温的毛细管组，通过毛细管组在节流的过程中产生的冷量对位于相邻换热管之间的空气进行降温，从而提高了换热管的换热效率。
当在至少一组相邻的换热管之间设置一组对相邻的换热管之间的空气进行降温的毛细管组时，通过一组毛细管组在节流的过程中产生的冷量对位于相邻换热管之间的空气进行降温，从而提高了换热管的换热效率。
当在至少一组相邻的换热管之间设置两组或两组以上对相邻的换热管之间的空气进行降温的毛细管组时，通过两组或两组以上的毛细管组在节流过程中产生的冷量对位于相邻换热管之间的空气进行降温，进一步提高了换热管的换热效率。本申请中的多个是指两个或两个以上。
毛细管是一根直径很小，长度较长并带有一定硬度的单铜管，其内径为0.5-2.0mm，壁厚0.5mm左右，长度是根据空调器匹配的需要而定。毛细管的功能是将冷凝器流出的高压冷媒节流降压成低压冷媒，而后到蒸发器中汽化吸热，实现制冷过程。冷媒通过毛细管产生的压力随毛细管长度，内径及内壁粗糙度而变化，毛细管越长、内径越细和内壁越粗糙，则冷媒压力下降越大。每一台空调器都配有一根与制冷***匹配的毛细管。
空调器蒸发温度和蒸发压力的调整，可以用改变毛细管长度或内径的方法来达到。若要提高蒸发温度，可以缩短毛细管的长度或增加毛细管的内径；若要降低蒸发温度，则可加长毛细管的长度或减少毛细管的内径。通常采用改变毛细管长度的方法来调节蒸发温度的高低。若用改变毛细管内径的方法，则蒸发温度变化比较大。这是因为毛细管的截面积与直径的平方成正比，对于小直径的毛细管，即使内径改变0.1毫米，也会造成明显的压力降变化。
采用上述技术方案，在多排换热管中至少一组相邻的换热管之间设置至少一组对相邻的换热管之间的空气进行降温的毛细管组，提高了多排换热管的换热效率。
在本申请的一实施例中，所述毛细管组包括至少一个毛细管。
具体的，由上述内容可知，毛细管是一根直径很小，长度较长并带有一定硬度的单铜管，其内径为0.5-2.0mm，壁厚0.5mm左右，长度是根据空调器匹配的需要而定。毛细管组中包括至少一个毛细管。
当毛细管组中包括一个毛细管时，毛细管进液口连接在冷凝器的出液口上，毛细管的出液口连接在蒸发器的进液口上。
当毛细管组中包括两个或两个以上的毛细管时，以五根毛细管为例进行说明：
五根毛细管分别为：第一毛细管51、第二毛细管52、第三毛细管53、第四毛细管54、以及第五毛细管55。
第一毛细管51、第二毛细管52、第三毛细管53、第四毛细管54、以及第五毛细管55的进液口沿着冷凝器的出液管的延伸方向依次连接在冷凝器的出液管上，第一毛细管51、第二毛细管52、第三毛细管53、第四毛细管54、以及第五毛细管55与冷凝器出液管的连接处均不在同一节点。
第一毛细管51、第二毛细管52、第三毛细管53、第四毛细管54、以及第五毛细管55的出液口沿着蒸发器的进液管10的进液方向依次连接在蒸发器的进液管10上。第一毛细管51、第二毛细管52、第三毛细管53、第四毛细管54、以及第五毛细管55与蒸发器的进液管10的连接处均不在同一节点上。
通过将第一毛细管51、第二毛细管52、第三毛细管53、第四毛细管54、以及第五毛细管55并联在蒸发器和冷凝器之间，降低了制冷量的衰减。
采用上述技术方案，通过设置多个毛细管降低了制冷量的衰减。
在本申请的一实施例中，当所述毛细管组包括多根毛细管时，多根毛细管的进液口沿着所述冷凝器的出液管的延伸方向依次连接在所述冷凝器的出液管上，多根毛细管的出液口沿着蒸发器的进液管10的进液方向依次连接在蒸发器的进液管10上。
具体的，当毛细管组包括多根毛细管时，以五根毛细管为例进行说明：
五根毛细管分别为：第一毛细管51、第二毛细管52、第三毛细管53、第四毛细管54、以及第五毛细管55。
第一毛细管51、第二毛细管52、第三毛细管53、第四毛细管54、以及第五毛细管55的进液口沿着冷凝器的出液管的延伸方向依次连接在冷凝器的出液管上，第一毛细管51、第二毛细管52、第三毛细管53、第四毛细管54、以及第五毛细管55与冷凝器出液管的连接处均不在同一节点。
第一毛细管51、第二毛细管52、第三毛细管53、第四毛细管54、以及第五毛细管55的出液口沿着蒸发器的进液管10的进液方向依次连接在蒸发器的进液管10上。第一毛细管51、第二毛细管52、第三毛细管53、第四毛细管54、以及第五毛细管55与蒸发器的进液管10的连接处均不在同一节点上。
通过将第一毛细管51、第二毛细管52、第三毛细管53、第四毛细管54、以及第五毛细管55并联在蒸发器和冷凝器之间，降低了制冷量的衰减。本申请中的多个是指两个或两个以上。
采用上述技术方案，通过设置多根并联的毛细管降低了制冷量的衰减。
在本申请的一实施例中，所述毛细管的进液口与冷凝器的出液管的连接处设置有三通转向阀门。
具体的，三通转向阀门与一般的阀门不同，其包括开口A71、开口B72、以及开口C73，普通阀门是不具备改变介质流向功能，其阀芯为可转动的三通结构，包括处于同一水平线上的转口A81、转口C83、以及垂直于转口A81和转口C83连线的转口B82。
其工作过程为：当三通转向阀门的阀芯为打开状态时，转口A81对应开口A71、转口B82对应开口B72、转口C83对应开口C73；
阀芯换向第一次换向，阀芯转动90度，此时，转口A81对应开口B72、转口B82对应开口C73，转口C83封闭。此时开口B72和开口C73连通。
阀芯在第一次转向的基础上，第二次换向，阀芯转动90度，此时，转口A81对应开口C73，转口B82封闭，转口C83对应开口A71。此时开口A71和开口C73连通。
阀芯在第二次换向的基础上，第三次换向，阀芯转动90度，此时，转口A81封闭，转口B82对应开口A71，转口C83对应开口B72，此时开口A71和开口B72连通。
阀芯在第三次换向的基础上，第四次换向，则阀芯回到初始状态。阀芯往复运行。
采用上述技术方案，在毛细管的进液口与冷凝器的出液管的连接处设置三通转向阀门，通过三通转向阀门的转动，可控制毛细管的并联数量，结构简单，便于实施。
在本申请的一实施例中，所述蒸发器的进液管10上设有切换全部或部分的毛细管的并联状态与串联状态的电磁阀20。
具体的，电磁阀20是用电磁控制的工业设备，是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器，并不限于液压、气动。用在工业控制***中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。电磁阀20可以配合不同的电路来实现预期的控制，而控制的精度和灵活性都能够保证。电磁阀20有很多种，不同的电磁阀20在控制***的不同位置发挥作用，最常用的是单向阀、安全阀、方向控制阀、速度调节阀等。
在蒸发器的进液管10上设置有切换全部或部分的毛细管的并联状态与串联状态的电磁阀20，实现多个毛细管之间串并联的切换，使得制冷***实现宽环温运行。
举例说明如下：
以五根毛细管为例进行说明：
五根毛细管分别为：第一毛细管51、第二毛细管52、第三毛细管53、第四毛细管54、以及第五毛细管55。
第一毛细管51、第二毛细管52、第三毛细管53、第四毛细管54、以及第五毛细管55之间互相并联，第一毛细管51、第二毛细管52、第三毛细管53、第四毛细管54、以及第五毛细管55的进液端均与冷凝器的出液管连通，第一毛细管51、第二毛细管52、第三毛细管53、第四毛细管54、以及第五毛细管55的出液口均与蒸发器的进液管10连通。
在第一毛细管51、第二毛细管52、第三毛细管53、第四毛细管54、以及第五毛细管55与冷凝器的出液管的连接处均设置三通转向阀门，沿着第一毛细管51至第五毛细管55的方向依次为第一三通转向阀门、第二三通转向阀门62、第三三通转向阀门63、第四三通转向阀门64、第五三通转向阀门65。第一三通转向阀门、第二三通转向阀门62、第三三通转向阀门63、第四三通转向阀门64、第五三通转向阀门65初始状态均为打开状态。
蒸发器的进液管10上设有电磁阀20，电磁阀20分别位于第一毛细管51的出液口与第二毛细管52的出液口之间、第二毛细管52的出液口与第三毛细管53的出液口之间、第三毛细管53的出液口与第四毛细管54的出液口之间、以及第四毛细管54的出液口与第五毛细管55的出液口之间。电磁阀20沿着第一毛细管51至第五毛细管55的方向依次为：第一电磁阀20、第二电磁阀21、第三电磁阀20、第四电磁阀22。
当第一毛细管51、第二毛细管52、第三毛细管53、第四毛细管54、以及第五毛细管55之间需要切换成串联状态时。
第一三通转向阀门保持打开状态，第一电磁阀20门保持打开状态，第二三通转向阀门62的阀芯转动90度，使第一毛细管51的进液口与第二毛细管52的进液口之间断开，对应的第二电磁阀21门关闭，第三三通转转向阀的阀芯逆向转动90度，使第三毛细管53的进液口与第四毛细管54的进液口之间断开，对应的第三电磁阀20保持打开状态，第四三通转向阀门64的阀芯转动90度，使第四毛细管54的进液口与第五毛细管55的进液口之间连通，对应的第四电磁阀22关闭，从而实现第一毛细管51、第二毛细管52、第三毛细管53、第四毛细管54、以及第五毛细管55串联。
并联的方式，可采用上述方法依次调节可得，在此不在一一赘述。
采用上述技术方案，可实现多个毛细管之间的串、并联之间往复切换，制冷***可实现宽环温运行。
在本申请的一实施例中，定义毛细管的数量为α，当α为奇数且α＞1时，所述电磁阀20设置在沿着蒸发器的进液管10的进液方向第α-1个与α个毛细管的出液口之间。
采用上述技术方案，可减少电磁阀的数量，节约成本。
本申请还公开了一种控制方法，获取当前环境温度参数，当所述环境温度参数小于等于第一预设阈值时，调节三通转向阀门和电磁阀20使多个毛细管呈串联状态，以使冷凝器与蒸发器中的冷媒保持预设压差。
具体的，一种控制方法，获取当前的环境温度参数，当环境温度参数小于等于第一预设阈值时，表示当前环境温度较低，为了有效提高排气压力和排气温度从而建立高低压差，需将节流毛细管进行串联，增大节流毛细管的阻力，降低制冷***中的制冷剂循环量，通过对毛细管的串并联的调节，使制冷***实现宽环温运行。
在本申请的一实施例中，获取多个毛细管中冷媒的阻力值，判断各个毛细管中的冷媒阻力是否大于预设阻力值，当毛细管中的冷媒阻力值大于预设阻力值时，调整三通转向阀门和电磁阀20将冷媒阻力大于预设阻力值所对应的毛细管设定成断开状态。
具体的，冷媒阻力过大，通过调整三通转向阀和电磁阀20将冷媒阻力大于预设阻力值所对应的毛细管设定成断开状态，实现调节节流的作用，结构简单，便于实施。
在本申请的一实施例中，当所述环境温度大于等于第二预设阈值时，调节三通转向阀门和电磁阀20使多根毛细管呈并联状态，以降低制冷量衰减。
具体的，当所述环境温度大于等于第二预设阈值时，表示当前环境温度较高，为确保制冷量不至于衰减过多，且为避免过多制冷剂积聚在冷凝器、排气压力过高导致高压保护，应适当降低毛细管的阻力，如此可提高制冷***中制冷剂流量且降低排气压力。此时可将多根毛细管进行并联。结构简单，便于实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种换热装置，包括多排换热管，其特征在于，当换热装置作为冷凝器时，至少一组相邻的所述换热管之间设有至少一组对相邻的所述换热管之间的空气进行降温的毛细管组。
2.如权利要求1所述的换热装置，其特征在于，所述毛细管组包括至少一个毛细管。
3.如权利要求2所述的换热装置，其特征在于，当所述毛细管组包括多根毛细管时，多根毛细管的进液口沿着所述冷凝器的出液管的延伸方向依次连接在所述冷凝器的出液管上，多根毛细管的出液口沿着蒸发器的进液管的进液方向依次连接在蒸发器的进液管上。
4.如权利要求3所述的换热装置，其特征在于，所述毛细管的进液口与冷凝器的出液管的连接处设置有三通转向阀门。
5.如权利要求3所述的换热装置，其特征在于，所述蒸发器的进液管上设有切换全部或部分的毛细管的并联状态与串联状态的电磁阀。
6.如权利要求5所述的换热装置，其特征在于，定义毛细管的数量为α，当α为奇数且α＞1时，所述电磁阀设置在沿着蒸发器的进液管的进液方向第α-1个与α个毛细管的出液口之间。
7.一种控制方法，其特征在于，获取当前环境温度参数，当所述环境温度参数小于等于第一预设阈值时，调节三通转向阀门和电磁阀使多个毛细管呈串联状态，以使冷凝器与蒸发器中的冷媒保持预设压差。
8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，获取多个毛细管中冷媒的阻力值，判断各个毛细管中的冷媒阻力是否大于预设阻力值，当毛细管中的冷媒阻力值大于预设阻力值时，调整三通转向阀门和电磁阀将冷媒阻力大于预设阻力值所对应的毛细管设定成断开状态。
9.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，当所述环境温度大于等于第二预设阈值时，调节三通转向阀门和电磁阀使多根毛细管呈并联状态，以降低制冷量衰减。
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