柔性调节功能的蒸发器系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及制冷空调领域，具体是适用于各类电子设备用空调的一种柔性调节功能的蒸发器系统。
【背景技术】
[0002]近年来，随着电子设备的迅猛发展，热流密度不断提升，与之配套的制冷空调也随之出现新的需求。目前，该类制冷空调按室外侧和室内侧冷却方式不同，分为风冷式、水冷式、冷水式、乙二醇经济冷却式和双冷源式等。其中，室内侧直接使用制冷剂的方式占有重要角色，即制冷剂液体在蒸发器盘管内吸收电子机柜内的热量，完成相变后，以气态形式回到压缩机，而压缩机将该气体压缩机后，送往室外侧利用风冷、水冷或乙二醇冷却等进行冷却，完成相变后，以液态形式又回到蒸发器，如此不断循环，从而达到连续制冷的目的。不过这类空调，在一些车载、舰载或固定军用电子散热领域，通常要求有更高的控制能力、更宽的室内工作范围和更强的环境适应性。例如，普通电子设备用空调室外侧温度为一 35°C ~50°C，室内侧温度为17°C ~28°C，而车载电子设备用空调室外侧温度为一450C ~55°C，室内侧温度为15°C ~40°C，同时车载电子设备热负荷相对较高，也没有相对大的室内空间作为缓冲，所以对空调本身的温湿度控制要求更高。同时，由于电子设备用空调的显热比较高，达0.9，势必造成蒸发器的蒸发面积远大于普通空调。在这种全工况下运行时，不免会遇到如下情况:①在高环境下，室内侧高负荷，大的蒸发面积更容易造成蒸发温度和回气温度过高，从而引起压缩机过载保护当仅需要少量除湿时，而此时蒸发器翅片未到露点温度或除湿很小时，通常只有整体调节蒸发器的蒸发温度来实现，造成出风温度波动增加有时需要高的送风温度和湿度控制，会采用经蒸发器的冷空气与不经蒸发器的热空气进行混合后再送出，那样势必会增加旁通风阀和旁通风道等，增加空间尺寸，有些场合就无法使用。
[0003]面对电子设备的冷却，也需要有良好的湿度控制，通常相对湿度要求控制在40%~60%左右，同时送达到的冷空气应有较大的迎面风速支持，在相对独立的循环空间内，绝对湿度会越来越小，这就要求这类空调具有较强的控湿能力。当相对湿度低于要求下限时，通常还会用加湿器进行加湿处理。进而也会出现一种情况，即空调开启压缩机制冷时，蒸发器除湿能力若不匹配或变化太小，无疑会加大加湿器的投入和湿度的波动。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种柔性调节功能的蒸发器系统，来实现蒸发温度或回气温度的有效控制，具有高可靠性运行特点。
[0005]本实用新型的技术方案如下:
[0006]一种柔性调节功能的蒸发器系统，其特征在于:包括有主膨胀阀、辅膨胀阀、分配器、分配管簇、蒸发器、蒸发风机、大汇流管、小汇流管和混合器，所述主膨胀阀的进口端和辅膨胀阀的进口端相并联后引出，形成制冷剂进口端，所述主膨胀阀的出口端依次连接所述的分配器、分配管簇、蒸发器和大汇流管后与所述混合器的进口端相连接(即为主路)，所述辅膨胀阀的出口端依次连接所述的蒸发器和小汇流管后与所述混合器的进口端相连接(即为辅路)，所述混合器的出口端形成制冷剂出口端，利用辅路的旁通和调节部分制冷剂，从而使蒸发器在特殊工况下的高效发挥。
[0007]目前，电子设备用空调均采用大风量小焓差的方式工作。例如，25kW电子设备用空调循环风量为6600m3/h，而普通空调循环风量约为3600m3/h，相者相差甚多。若以干球温度24°C，湿球温度17°C，相对湿度50%，焓值48.08kJ/kg,干空气比容0.842 m3/kg为空调室内侧入口空气状态，设计蒸发温度TC。此时，电子设备用空调的空气循环量约为7838kg/h，焓差Λ 1=25X3600/7838=11.48 kj/kg，则出风焓值为 36.60kJ/kg，温差约 7.5°C(ffi对湿度约67%);而普通空调的空气循环量约为4276 kg/h，焓差Λ 1=25X3600/4276=21.05kj/kg，则出风焓值为27.03kJ/kg，温差约14°C (相对湿度约88%)。这里可以看出，大风量小焓差更有利于电子设备的冷却。若要实现出风湿度不大于60%，则再通过加热方式进行补偿即可，这里不再详述。
[0008]以下列举几种工作状态，进一步阐述:
[0009]I)电子设备用空调在高温工况(如室内40°C、50%，室外55°C)下，室内侧换热能力大增，易造成蒸发温度和回气温度超出压缩机的允可范围。若出风温度32°C，相对湿度67%，则蒸发侧换热量增加40%以上，冷凝侧又遇高温，造成压缩机过载保护。此时，利用辅路的旁通和调节部分制冷剂，让其流经短管簇，以减少蒸发换热，使旁通的蒸发温度和回气温度偏低，然后再与长管簇出来的过热气体混合，达到总体回气温度和蒸发压力符合安全运行要求，从而避免压缩机保护。
[0010]2)当电子设备用空调进风温度33°C，相对湿度40%，经空调制冷后，若出风温度为240C，相对湿度63%，此时，相对湿度超标3%，通常采用再加热方式将相对湿度控制在60%以内，而本蒸发器系统，仍可利用辅路的旁通和调节作用，降低短管簇的蒸发温度，增加局部除湿功能，使流经此处的空气绝对湿度减小，之后再与流经蒸发器上部分的空气混合达到局部除湿调节功能。
[0011]3)当电子设备用空调出风温度和湿度达到要求时，通过调节辅膨胀阀，也可使蒸发器的短管簇与长管簇的回气温度保持一致，从而最大可能发挥蒸发器的潜力；当然辅膨胀阀也可以安全关闭，此时制冷剂全部流向长管簇。
[0012]进一步，所述的蒸发器为翅片式换热器，其内部管簇为三角形叉排，整体上分为上、下两部分，即长管簇和短管簇，翅片共用；所述的长管簇为蒸发器的主体，由若干路长管簇组成，所述的短管簇用于柔性调节，由若干路短管簇组成；长、短管簇是指在蒸发器中流道的长短，所述短管簇的流道长度为长管簇流道长度的30°/『60%，但不限于此；所述长管簇的进口端与所述分配管簇的出口端对应相连接，长管簇的出口端与所述的大汇流管相连接，所述短管簇的进口端与所述辅膨胀阀的出口端相连，所述短管簇的出口端与所述的小汇流管相连接。
[0013]进一步，所述辅膨胀阀用于旁通和调节部分制冷剂的流量，以控制蒸发器短管簇的蒸发压力和蒸发温度，其数值均低于蒸发器长管簇的蒸发压力和蒸发温度；辅膨胀阀的入口端可有两种位置，一种与主膨胀阀入口端并联，另一种从主膨胀阀出口端分出一个分支，这时，辅膨胀阀的功能从节流降压转变为分流功能。
[0014]进一步，所述主膨胀阀用于控制长管簇的蒸发压力和蒸发温度，这里不排除用热力膨胀阀替代；主膨胀阀的出口端与分配器进口端相连，主膨胀阀的进口端，提供的过冷液体来自冷凝器。
[0015]进一步，所述混合器将来自蒸发器的