分液器、换热器组件及其控制方法、空调系统与流程

1.本发明涉及分液器的技术领域，尤其涉及一种分液器，以及采用该分液器的换热器组件及其控制方法。


背景技术：

2.蒸发器作为压缩制冷四大件之一，在空调系统中承担冷热湿负荷的处理工作。翅片换热器是常用蒸发器的一种，因其结构简单、换热良好而被广泛应用。商用制冷翅片蒸发器大都尺寸大、流路多，加之风道截面变化，往往使得每个流路冷媒分配不均、送风风速不均，进而导致蒸发器每个流路之间的温度差异大，换热效率低下，影响整机性能，甚至可能造成蒸发器冻裂；另一方面使得结霜化霜不均匀，造成局部化霜困难的问题。在结构限制的情况下，最常用的方法是配备不同长度的蒸发器分液毛细管来调节分液不均问题。
3.然而蒸发器结构或者系统参数一但发生变动，不同流路的温度会随即变化，此时需要重新匹配毛细管，特别是多级蒸发器串联的制冷系统，若前面蒸发器参数任一变动，全部系统的分液毛细管都需要重新匹配，费时费力。
4.现有技术中公开号为cn 107062713 b的现有专利公开了一种分液组件及其空调器，通过在集液口设置气液分离器，控制进入换热器分液管的气液混合比例来控制分液不均。但是该方法只适用于分液流路少的小型机组，且需要设置多个气液分离器，占用大量空间，在可靠性、成本等方面均有明显劣势。
5.现有技术中公开号为cn 101694361 a的现有专利公开了用于制冷系统的干式蒸发器的均液机构，通过在蒸发器的管箱侧进液口与换热管之间安装均液机构，避免分液不均问题。此方法只能调节分液量，无法保证分液温度均匀，且适应性差，蒸发器参数或所在环境发生变化，分液结构就不能达到效果。
6.因此，如何提供一种分液器使得每一条节流分路中冷媒流经的长度可调节，从而使得各分液管路的温度可调节是业界亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

7.为了解决现有技术中分液器的各节流分路当中的温度不可单独调整的的技术问题，本发明提出了分液器、换热器组件及其控制方法、空调系统。
8.本发明提出的分液器，包括：分液头，与分液头连接的多条节流分路，每一条节流分路包含多条相互并联且流程长度不同的节流支路，以及设置在每一条节流支路的进口处的控制阀。
9.进一步，所述节流分路包括至少一条缠绕成具有至少一个流程环的螺旋管状的节流支路。
10.进一步，所述节流分路包括两条节流支路，其中一条节流支路为所述螺旋管状的节流支路，另一条节流支路为直管支路。
11.进一步，所述节流分路的流程包括三级流程，从上到下分别为：导通所述螺旋管状
的节流支路且关闭所述直管支路的第一级流程，导通所述螺旋管状的节流支路以及所述直管支路的第二级流程，导通所述直管支路且关闭所述螺旋管状的节流支路的第三级流程。
12.进一步，所述节流分路为毛细管。
13.进一步，所述控制阀为电磁阀。
14.本发明提出的换热器组件，包括换热器，与所述换热器的各换热管的出口端一一连接的连接管，将所述连接管内的冷媒汇集在一起的集汇管，以及上述技术方案的分液器，所述分液器的节流分路与所述换热器的各换热管的进口端一一连接。
15.进一步，还包括感温装置；每一个所述感温装置检测一组换热管的出口端的冷媒温度。
16.进一步，所述一组换热管包括至少一根换热管。
17.进一步，所述换热器组件为蒸发器组件。
18.本发明提出的空调系统，包括上述技术方案所述的换热器组件。
19.本发明提出的上述换热器组件的控制方法，包括：
20.获取所述蒸发器组件的各感温装置检测的对应的换热管出口的温度；
21.根据各感温装置检测的温度计算温度平均值；
22.若所述换热管出口的温度与所述温度平均值的差值超过预设范围，则对所述换热管对应的分液器的控制阀进行控制，使得所述换热管出口的温度与所述温度平均值的差值满足预设范围。
23.进一步，若所述换热管出口的温度与所述温度平均值的差值小于预设范围，判断所述换热管对应的节流分路的当前流程是否为最高一级流程，若不是，则向上调高一级流程。
24.进一步，若所述换热管出口的温度与所述温度平均值的差值大于预设范围，判断所述换热管对应的节流分路的当前流程是否为最低一级流程，若不是，则向下调低一级流程。
25.本发明通过对分液器的节流分路的结构进行改进，使得分液器的每条节流分路的流程长度可调整，从而使得分液器的每条节流分路的温度可单独调节，通过自动调节分液器的节流分路的流程，解决蒸发器流路分液不均的问题。本发明的换热器组件的调节适应性强，不受蒸发器结构、运行参数变化影响。由于温度可以保持均匀性，因而本发明的换热器在结霜时也可以达到化霜均匀的效果，解决局部结霜严重问题。
附图说明
26.下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：
27.图1是本发明的一实施例的节流分路的结构示意图。
28.图2是本发明的一实施例的换热器组件结构示意图。
29.图3是本发明的一实施例的主要控制流程图。
30.附图说明：
31.1、节流分路；11、螺旋管状的节流支路；12、直管支路；13、第一电磁阀；14、第二电磁阀；2、分液头；3、液管；4、换热器；5、感温装置；6、连接管；7、集汇管。
具体实施方式
32.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
33.由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本发明的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本发明的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。
34.本发明提出的分液器，包括分液头2和连接分液头2一端的多条节流分路1，连接分液头2另一端的液管3。
35.每一条节流分路1包含多条节流支路，每一条节流分路1的节流支路之间相互并联，并且每一条节流分路1的多条节流支路的长度都不同，即每一条节流分路1的各节流支路的流程长度均不同，每一条节流支路的进口处还设有控制阀。本发明通过可调节流程长度的分液器，使得与分液器的每条节流分路1连接的管路中的冷媒温度变得可调节，从而来实现与各节流分路1连接的管路的温度的调节。
36.在一个实施例中，节流分路1包括至少一条缠绕成具有至少一个流程环的螺旋管状的节流支路11。通过将流程较长的节流支路缠绕成螺旋管状，使得在对应的投影面上流程不一样的多条节流支路的进口端和出口端之间的距离差不多，从而在有限的长度空间内实现不同流程长度的分液支路的并联。例如，在螺旋管状的节流支路11与螺旋管端部相平行的投影面中，具有不同数量流程环的节流支路的进口端和出口端之间的距离差不多。
37.在一个实施例中，节流分路1可以采用毛细管，控制阀采用电磁阀，通过毛细管和电磁阀可以实现结构简单且体积较小的节流分路1。在其他实施例中，也可以采用普通管路加上电子膨胀阀等来实现。
38.如图1所示，在一个实施例中，分液器的分液头2连接了很多条节流分路1，每一条节流分路1包含了两条节流支路，其中一条节流支路为螺旋管状的节流支路11，另一条节流支路为直管支路12，直管支路12沿着螺旋管状的节流支路11的轴向方向设置，直管支路12的两端分别连接在螺旋管状的节流支路11的上端和下端。通过两个流程不同的节流支路，可以实现三种不同的流程，因而可以满足大部分蒸发器组件的需求。
39.节流分路1的流程包括三级流程，从上到下分别为：导通螺旋管状的节流支路11且关闭直管支路12的第一级流程，导通螺旋管状的节流支路11以及直管支路12的第二级流程，导通直管支路12且关闭螺旋管状的节流支路11的第三级流程。第一级流程为最高级流程，第三级流程为最低级流程。
40.三级流程分别对应三种不同的电磁阀的控制状态以及毛细管中冷媒的流经状态。
41.第一种状态，对应第一级流程，当第一电磁阀13打开，第二电磁阀14关闭时，冷媒在螺旋管状的节流支路11中流过，以图1中具体的结构来看，冷媒在毛细管中多经过两个流程环，此时流程最大。
42.第二种状态，对应第二级流程，当第一电磁阀13，第二电磁阀14全部打开时，冷媒分成两部分，一部分在螺旋管状的节流支路11中流过，另一部分在直管支路12中流过，即以
图1的具体的结构来看，一半冷媒在毛细管中多经过两个流程环，另一半不经过，流程居中。
43.第三种状态，对应第三级流程，当第一电磁阀13关闭，第二电磁阀14打开时，冷媒在直管支路12中流过，以图1的具体的结构来看，冷媒在毛细管中不经过流程环，流程最小。
44.从控制逻辑上来说，当分液器应用在换热器4组件中时，不允许一条节流分路1的所有控制阀同时关闭，并且还存在以下的控制逻辑。
45.当分液器的一条节流分路1的电磁阀从第一状态调节到第二状态，即从当前的第一电磁阀13打开，第二电磁阀14关闭的状态，调节到第一电磁阀13和第二电磁阀14全部打开时，将其称之为下调一级。
46.同样的，当一条节流分路1的电磁阀从第二状态调节到第三状态时，即从当前的第一电磁阀13和第二电磁阀14全部打开的状态，调节到第一电磁阀13关闭，第二电磁阀14打开的状态时，也将其称之为下调一级。
47.当分液器的一条节流分路1的电磁阀从第三状态调节到第二状态时，即从当前第一电磁阀13关闭，第二电磁阀14打开的状态，调节到第一电磁阀13和第二电磁阀14全部打开的状态，将其称之为上调一级。
48.同样的，当一条节流分路1的电磁阀从第二状态调节到第一状态时，即从当前的第一电磁阀13和第二电磁阀14全部打开的状态，调节到第一电磁阀13打开，第二电磁阀14关闭的状态。将其也称之为上调一级。
49.每一条节流分路1的电磁阀的每次动作只能完成上调一级或下调一级。
50.本发明通过上述三种状态的切换，或者是三级流路的切换，就可以实现不同的节流分路1具有不同的流程长度，从而使得连接不同节流分路1的管路中的冷媒温度可调节。
51.本发明还保护换热器4组件，本发明的换热器4组件采用了上述技术方案中的分液器。
52.如图2所示，本发明的换热器4组件具体包含的部件主要有：换热器4、连接管6、集汇管7、以及分液器。
53.换热器4包含多条换热管，换热管承担换热器4组件的换热功能。
54.连接管6与换热管的数量一致，每一根连接管6与每一根换热器4的出口端一一对应连接，然后所有的连接管6再与一根集汇管7连接，使得各连接管6内的冷媒可以在集汇管7内汇集在一起。
55.分液器则连接在换热器4的进口端，分液器的每一条节流分路1与换热器4的每一条换热管一一对应连接，具体是与每一条换热管的进口端连接。通过分液器的节流分路1可以实现不同换热管内的温度的调节。
56.在一个实施例中，换热器4组件还包括感温装置5。通过感温装置5区检测每一条换热管的出口温度，配合分液器的流程长度可调，就可以对换热器4内的各换热管的温度进行精确控制，实现换热器4的各换热管的温度均匀化。
57.当换热器4组件为蒸发器组件时，连接管6具体为气管，集汇管7具体为集气管。
58.每一个感温装置5检测一组换热管的出口端的冷媒温度，本发明所指的一组换热管可以是一条换热管，也可以是多条换热管，在一个实施例中，每一组换热管具体包含了2-3条换热管。
59.以蒸发器组件为例，感温装置5布置在蒸发器出口处的气管上，用于检测每一组换
热管的出口温度。为了检测的便捷性与准确性，当蒸发器的换热管数量大于等于20，即流路数量n≥20时，需满足感温装置5数量m≥(1/3)n。当蒸发器的换热管数量小于20，即流路数量n＜20时，需满足敢问装置数量m≥(1/2)n，需要注意的是，感温装置5尽量均匀布置在气管上，分为若干组，每组包含2～3个流路和一个感温装置5，默认每组中各流路温度相近，电磁阀动作一致，即默认状态下，每一条节流分路1的温度相近，每一条调节分路的电磁阀动作一致，只有当节流分路1当中的温度不相近时，再对对应的节流分路1当中的电磁阀进行向上一级或者向下一级调节。
60.下面具体介绍本发明的换热器组件的控制方法，具体以蒸发器组件的控制方法为例进行说明。
61.如图3所示，感温装置实时检测蒸发器组件对应的气管的温度，记为t1、t2、
……
、tn，通过获取蒸发器组件的各感温装置检测的气管的温度，就可以得到对应的换热管出口的温度。
62.根据各感温装置检测的温度计算温度平均值，温度平均值tm＝(t1+t2+...tn)/n。
63.接着将每个换热管出口的温度减去平均值，
△
t＝ti-tm，i＝1，2，
……
n。
64.如果某条换热管(或某组换热管)出口的温度与温度平均值的差值满足预设范围，则该条换热管(或该组换热管)的控制阀保持当前状态，即保持上述第一状态至第三状态当中的一种状态。当换热管出口的温度与温度平均值的差值满足预设范围，说明偏差温度在目标偏差温度范围内，满足蒸发器流路温度均匀性的要求，此时电磁阀保持当前状态。
65.在一个具体实施例中，预设范围为-t1≤
△
t≤t1，t1为目标偏差温度。如果某条换热管(或某组换热管)出口的温度与温度平均值的差值满足基于目标偏差温度设定的预设范围，则保持当前状态。
66.如果某条换热管(或某组换热管)出口的温度与温度平均值的差值超过预设范围，则对换热管对应的分液器的控制阀进行控制，使得换热管出口的温度与温度平均值的差值满足预设范围。
67.在一个具体实施例中，某条换热管(或某组换热管)出口的温度与温度平均值的差值超过预设范围存在两种情况。
68.第一种是如果换某条热管(或某族换热管)出口的温度与温度平均值的差值小于预设范围，即
△
t＜-t1，判断换热管对应的节流分路的当前流程是否为最高一级流程，若不是，则向上调高一级流程。例如，换热管对应的节流分路的当前状态不是第一状态，假设当前为第三状态，则调为第二状态。假设当前是第二状态，则调为第一状态。当换热管出口的温度与温度平均值的差值小于预设范围，说明偏差温度小于目标偏差温度范围，即对应流路出蒸发器温度较低，需要提高温度，本发明中通过加长毛细管流路来实现，即“上调一级”。
69.第二种是如果换热管出口的温度与温度平均值的差值大于预设范围，即
△
t＞t1，判断述换热管对应的节流分路的当前流程是否为最低一级流程，若不是，则向下调低一级流程。例如，换热管对应的节流分两路的当前状态不是第三状态，假设当前为第一状态，则调味第二状态。假设当前为第二状态，则调为第三状态。当换热管出口的温度与温度平均值的差值大于预设范围，说明偏差温度大于目标偏差温度范围，即该流路出蒸发器温度较高，需要降低温度，本发明中通过减短毛细管流路来实现，即“下调一级”。
70.上述过程可以每间隔5min检测一次、计算一次、运用上述控制逻辑一次，当“上调一级”或“下调一级”到无法再继续调节且还未到达目标值时，保持当前状态。
71.本发明的上述技术方案适用于制冷空调领域，尤其涉及带翅片蒸发器分液毛细管的制冷系统。因而本发明还保护空调系统，该空调系统包括上述技术方案的换热器组件。现有技术中蒸发器流路分液温度不均不仅仅影响整机性能，甚至会造成蒸发器冻裂。在风道结构确定的情况下，通过本发明的技术方案增加蒸发器分液毛细管，并调节毛细管长度是最行之有效的方法。然而现有技术中频繁的手动更换毛细管会造成大量时间、人力浪费，涉及多级蒸发器串联时，前一级系统任意的变动会使得所有系统都需重新调整，极其麻烦。而本发明用较低成本就很好地解决了该问题。
72.本发明利用感温装置、毛细管、电磁阀等元器件，能够识别分液不均、温度不均的蒸发器流路，自动调节这些流路的分液毛细管长度，以此来达到分液均匀的目的。该方法控制简单、实用性强，能够有效解决商用制冷多级蒸发器串联系统分液不均的问题。
73.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。