一种蒸发器具有的电容式多效结霜传感器的制作方法

本实用新型涉及制冷化霜技术领域，特别是涉及一种蒸发器具有的电容式多效结霜传感器。

背景技术：

目前，对于制冷系统，当蒸发器内蒸发温度较低时(例如蒸发器的蒸发温度低于0度)，空气中的水蒸汽存在凝露现象，从而会在蒸发器盘管的外表面形成霜层，导致结霜。

随着时间的延长，蒸发器盘管表面的霜层不断增长，导致蒸发器的传热效率下降，会严重影响到蒸发器的传热效率。因此，如何有效判定蒸发器结霜状态并制定化霜方案至关重要。

此外，蒸发器不同位置的结霜情况不同，而整体结霜的严重程度，会直接反映到制冷剂状态变化上来。传统的化霜方式很难做到准确评估结霜量，因此，化霜方案也比较低效，带来大量能耗。

为了保证对蒸发器的结霜状态进行分析判定，需要对蒸发器盘管的管壁温度以及通过蒸发器的空气温度进行及时测量，以向蒸发器的结霜状态进行分析判定提供数据参考。

但是，目前还没有一种技术，其能够及时、可靠、准确地检测获得蒸发器盘管的管壁温度以及通过蒸发器的空气温度，无法方便进一步对蒸发器的结霜状态进行分析判定，也不利于及时制定准确、可靠的蒸发器化霜方案。

(您好，在此，我需要说明一下，我只是说明本专利的基本目的，至于后续的数据分析工作，不是图1传感器需要进行的工作和解决的问题。)

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种蒸发器具有的电容式多效结霜传感器，其结构设计科学合理，能够及时、可靠、准确地检测获得蒸发器盘管的管壁温度以及通过蒸发器的空气温度，从而方便进一步对蒸发器的结霜状态进行分析判定，以及有利于及时制定准确、可靠的蒸发器化霜方案，有利于广泛地应用，具有重大的生产实践意义。

为此，本实用新型提供了一种蒸发器具有的电容式多效结霜传感器，包括夹置柄，所述夹置柄包括横向间隔分布的两个固定端组合；

两个固定端组合之间的横向间隙，用于夹持固定需要检测温度的蒸发器盘管；

每个固定端组合包括两个间隔分布的固定支柄；

每个固定端组合的两个固定支柄上，分别固定有一个电容弧形内极板和一个电容弧形外极板；

所述电容弧形内极板位于所述电容弧形外极板的内侧方向；

所述电容弧形内极板的内侧壁通过一层导热硅胶与一个壁面温度传感器相连接；

所述电容弧形外极板的外侧壁上连接有一个外环温度传感器。

其中，两个固定端组合为轴对称分布。

其中，每个固定端组合的两个固定支柄上具有相互平行的弧形部分；

每个固定端组合的两个固定支柄上的弧形部分，分别固定一个电容弧形内极板和一个电容弧形外极板。

其中，所述壁面温度传感器为贴片式的温度传感器；

所述外环温度传感器为贴片式的温度传感器。

其中，所述导热硅胶的外侧面通过导热胶，覆盖粘贴在所述电容弧形内极板的整个内侧壁上；

所述导热硅胶的内侧面通过导热胶，覆盖粘贴壁面温度传感器。

其中，每个固定端组合上的电容弧形内极板和电容弧形外极板的上端，固定连接有一个感温带。

其中，所述感温带采用非导热材料制成，其形状为条形状。

其中，所述感温带上等间隔设置有多个感温带温度传感器。

其中，所述感温带的一端与所述导热硅胶的上端边缘部以及壁面温度传感器的上端边缘部相贴合连接。

由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本实用新型提供了一种蒸发器具有的电容式多效结霜传感器，其结构设计科学合理，能够及时、可靠、准确地检测获得蒸发器盘管的管壁温度以及通过蒸发器的空气温度，从而方便进一步对蒸发器的结霜状态进行分析判定，以及有利于及时制定准确、可靠的蒸发器化霜方案，有利于广泛地应用，具有重大的生产实践意义。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种蒸发器具有的电容式多效结霜传感器的结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种蒸发器具有的电容式多效结霜传感器中感温带的结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种蒸发器具有的电容式多效结霜传感器在蒸发器盘管上进行多点布置时的结构示意图；

图4为沿着图3所示A-A线的剖视图，显示了本实用新型提供的一种蒸发器具有的电容式多效结霜传感器与蒸发器盘管的配合夹持连接状态；

图中，2为蒸发器盘管；

11为壁面温度传感器，12为导热硅胶，13为电容弧形内极板，14为电容弧形外极板，15为外环温度传感器，16为感温带，10为夹置柄，20为固定支柄，160为感温带温度传感器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

参见图1至图4，本实用新型提供了一种蒸发器具有的电容式多效结霜传感器，包括夹置柄10，所述夹置柄10包括横向间隔分布的两个固定端组合；

两个固定端组合之间的横向间隙，用于夹持固定需要检测温度的蒸发器盘管2；

每个固定端组合包括两个间隔分布的固定支柄20；

每个固定端组合的两个固定支柄20上，分别固定有一个电容弧形内极板13和一个电容弧形外极板14；

所述电容弧形内极板13位于所述电容弧形外极板14的内侧方向(即更靠近蒸发器盘管2的方向)；

所述电容弧形内极板13的内侧壁(即靠近蒸发器盘管2方向的侧壁)通过一层导热硅胶12与一个壁面温度传感器11相连接；

所述电容弧形外极板14的外侧壁上连接有一个外环温度传感器15。

在本实用新型中，具体实现上，两个固定端组合为轴对称分布。

在本实用新型中，具体实现上，每个固定端组合的两个固定支柄20上具有相互平行的弧形部分；

每个固定端组合的两个固定支柄20上的弧形部分，分别固定一个电容弧形内极板13和一个电容弧形外极板14。

需要说明的是，对于本实用新型，夹置柄10的主要作用在于：将本实用新型的整个电容式多效结霜传感器固定在蒸发器盘管上，并保证壁面温度传感器11牢牢贴紧在所需测温的蒸发器盘管2上。

需要说明的是，对于本实用新型，所述电容弧形内极板13和电弧形外极板14组成了电容传感器的两个极板，两者中间形成电场，极板内贮存电能的大小与极板中间介质有关，电容计算公式如下：

C＝εA/d，当未结霜时，极板间介质为空气，随着结霜现象的发生，电容弧形内极板13被霜层覆盖，极板间介质一部分为空气，一部分为霜，当板间面积A和间距d(即电容弧形内极板13和电弧形外极板14的间距)不变时，内部霜层发生变化，会使得极板间空气和霜层占比变化，从而极板间介电常数ε发生变化，反映到极板的电容C及带电能力上，人们通过测量电容或电压，可获得介电常数的平均值，而由于特定相对湿度下空气的介电常数ε0是定值，与霜层的介电常数ε1(该常数也为定值)不同，当电容极板间介质为非均质时,所述电容弧形内极板13和电弧形外极板14组成了电容传感器的电容计算公式可用下式：C＝A/(d0/ε0+d1/ε1)，

其中，鉴于d＝d0+d1，从而d0＝d-d1，代入上述公式中，此时由于电容极板面积A、间距d以及空气的介电常数ε0已知，霜层介电常数ε1也近似为定值，通过测量实时电容C，结合以上的计算公式，即可计算获得霜层平均厚度d1。

具体实现上，为保证良好地传热效果和反应灵敏度，所述电容弧形内极板13和电弧形外极板14的材质为导电良好的锗或银等。

在本实用新型中，具体实现上，所述壁面温度传感器11为贴片式的温度传感器；

所述外环温度传感器15也为贴片式的温度传感器。

具体实现上，所述导热硅胶12的外侧面通过导热胶，覆盖粘贴在所述电容弧形内极板13的整个内侧壁上；

所述导热硅胶12的内侧面通过导热胶，覆盖粘贴有壁面温度传感器11。

需要说明的是，所述壁面温度传感器11用于测量蒸发器盘管2表面温度(即等于蒸发器盘管2内部的制冷剂温度)。

所述外环温度传感器15贴附于电容弧形外极板14的外侧，未被霜层覆盖时，其用于测量通过蒸发器的空气温度，当蒸发前结霜严重而使得外环温度传感器15被霜层覆盖时，外环温度传感器15用于测量霜层的温度。通过该外环温度传感器15，可进一步获得蒸发前结霜的极限情况。

对于本实用新型，所述导热硅胶12，用于连接电容弧形内极板13和壁面温度传感器11，具有良好地导热性能，能够将蒸发器盘管2的外壁面温度，传递给电容弧形内极板13，同时导热硅胶不导电，可以避免电容弧形内极板13上的电荷向蒸发器盘管2转移，保证所述电容弧形内极板13和电弧形外极板14组成了电容传感器的可靠性。

在本实用新型中，具体实现上，每个固定端组合上的电容弧形内极板13和电容弧形外极板14的上端(即远离夹置柄10下部的一端)，固定连接有一个感温带16。

具体实现上，所述感温带16采用非导热材料(例如非导热塑料)制成，其形状为条形状。

具体实现上，所述感温带16上等间隔设置有多个感温带温度传感器160(即每隔固定距离安装有一个感温带温度传感器160)。

具体实现上，所述感温带16的一端与所述导热硅胶12的上端边缘部以及壁面温度传感器11的上端边缘部相贴合连接，从而能够保证本实用新型的结构强度和稳定性。

因此，对于本实用新型，当所述感温带16未被霜层覆盖时，感温带温度传感器160用于测量通过蒸发器盘管的空气温度，而随着霜层的生长，不断有感温带温度传感器160被霜层覆盖，这时候，感温带温度传感器160用于测量霜层的温度，由于空气温度和霜层温度的不同，当感温带上某一温度传感器160被霜层覆盖后其温度会有比较明显的下降，即可根据温度传感器的温度情况估算霜层厚度，并用于验证电容传感器测量精准度。

对于本实用新型提供的蒸发器具有的电容式多效结霜传感器，通过利用其测量的相关数据，可以具体分析蒸发器盘管2结霜情况。具体分析的三种情况如下：

一是，通过壁面温度传感器11和外环温度传感器15，可以测得蒸发器盘管2内制冷剂温度(即等于蒸发器盘管2表面温度)与通过蒸发器的空气温度之差，当结霜严重时，此差值会增大，反之，差值减小，结霜问题越轻，也就是说，该差值反映的是蒸发器的整体结霜情况，成正比关系；

二是，通过测量本实用新型提供的电容弧形内极板13和电弧形外极板14组成的电容传感器电压，当霜层变化时，电容传感器极板间霜层变化，导致霜层和空气的占比变化，介电常数变化，从而影响极板电压，该电压反映的是极板间结霜情况，两个极板之间的电压(即电容传感器电压)与极板间结霜情况成反比关系，电压越大，结霜越轻，反之，电压越小，结霜越严重；

三是，通过感温带16可测量一定厚度的霜层，感温带的测温方法反映的是传感器的具体安装点的结霜情况。

需要说明的是，如前所述，由于空气温度和霜层温度的不同，当感温带上某一温度传感器160被霜层覆盖后，其温度会有比较明显的下降，即可根据温度传感器的温度情况，估算霜层厚度

对于本实用新型，通过三种方法相互验证，可得到准确获得蒸发器盘管2的综合结霜情况。

具体实现上，考虑到蒸发器内各个位置结霜情况不同，可利用本实用新型提供的传感器进行多点布置，通过采集多点的温度和霜层厚度，来进一步准确评估整个蒸发器的结霜情况，以及蒸发器盘管2内制冷剂的温度分布情况，从而指导下一步的化霜行为。

具体实现上，对于本实用新型提供的电容式多效结霜传感器，可单独使用，但为了增加测量的精准度，可组合作用。

具体实现上，对于本实用新型，可同时计算蒸发器盘管内的制冷剂温度和通过蒸发器盘管的空气温度之间的温差，并检测当前位置霜层厚度，通过两者结合，来准确判定结霜情况。另外，可以通过多点布置的方式，能够更准确的评估整个蒸发器的结霜情况。

综上所述，与现有技术相比较，本实用新型提供的一种蒸发器具有的电容式多效结霜传感器，其结构设计科学合理，能够及时、可靠、准确地检测获得蒸发器盘管的管壁温度以及通过蒸发器的空气温度，从而方便进一步对蒸发器的结霜状态进行分析判定，以及有利于及时制定准确、可靠的蒸发器化霜方案，有利于广泛地应用，具有重大的生产实践意义。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。