一种双排微通道换热器及其控制方法

1.本发明涉及微通道换热器技术域，具体涉及一种双排微通道换热器及其控制方法。

背景技术：

2.微通道换热器由于结构紧凑、换热效率高、制冷剂充注量低等优点已经在汽车空调领域得到了广泛的应用。随着制冷技术的快速发展，在制冷空调领域也在逐渐的使用微通道换热器，但是当微通道换热器用做蒸发器时，存在结霜速率过快，融霜水较难排除的问题，这抑制了微通道换热器的的推广应用。
3.微通道换热器在结霜工况下工作时，迎风侧会被霜堵，导致微通道换热器背风侧的换热面积没有被有效的利用，因此，改善微通道换热器的结霜均匀性是提升它的结霜性能最主要的方法。翅片表面温度是影响霜层生长最主要的原因，通过增加表面温度可以有效的抑制霜层的生长。此外，当微通道换热器处于中间负荷或者小负荷工作时，制冷剂不需要流过所有的扁管就能满足换热需求，制冷剂流过所有的扁管反而会带来更大的压降，降低换热器的水力性能。另外，微通道换热器在除霜过程中，会存在严重的不均匀除霜现象，这极大的延长的除霜时间，降低了除霜效率。

技术实现要素：

4.针对上述现有技术中的微通道换热器存在的问题，本发明的目的在于提供一种双排微通道换热器及其控制方法，本发明采用双排微通道换热器的结构，并且制冷剂从后排进入前排流出，这就会使前排换热器的表面温度较高，抑制了霜层的生长，延缓了迎风侧的霜堵。此外，当微通道换热器处于中间负荷或小负荷工作时，可以把微通道换热器分为前后两部分来进行使用，当一部分结霜严重时，切换到另一部分进行工作，霜层可以通过空气进行融化，这就可以使双排微通道换热器不需要进行额外的除霜操作，提高了微通道换热器的性能。另外，当微通道换热器处于除霜工况下时，通过控制进入前后排换热器的制冷剂流量，来实现均匀除霜的目的。
5.为达到上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种双排微通道换热器，包括第一集液管01、第二集液管02、第三集液管 05和第四集液管06，设置在第一集液管01和第二集液管02、第三集液管05和第四集液管06间并连通第一集液管01和第二集液管12、第三集液管05和第四集液管06的多个扁管04，安装在相邻扁管间的翅片03，第一集液管01、第二集液管02、扁管04和翅片03构成前排微通道换热器，第三集液管05、第四集液管06、扁管04和翅片03构成后排微通道换热器；第一球阀07和第四集液管06 的最右端相连，第一流量调节阀08和第三集液管05最右端相连，第一球阀07 和第二流量调节阀08分别与第一集液管01最右端相连，第二球阀10和第二集液管02最左端相连，第二流量调节阀09和第一集液管最左端相连，第二球阀10 和第二流量调节阀09通过管道连接，第一温度传感器11布置在前排微通道换热器的扁管04上，第二温度传感器12布
置在后排微通道换热器的扁管04上，第一温度传感器11测试前排微通道换热器的表面温度为t1，第二温度传感器12 测试后排微通道换热器的表面温度t2，前后排换热器的温差记录为δt＝t1-t2。
7.在结霜工况下，当双排微通道换热器满负荷工作时，制冷剂先从第三集液管 05进入后排微通道换热器器，然后从第一集液管01进入前排微通道换热器，制冷剂在后排微通道换热器蒸发换热，使进入前排微通道换热器的制冷剂温度较高，从而抑制了霜的生长，延缓了前排微通道换热器的霜堵，提升了前后排换热器的结霜均匀性，改善了双排微通道换热器的结霜性能。
8.在结霜工况下，当双排微通道换热器满负荷工作时，当δt≤t3，制冷剂先进入后排，然后从前排流出，此时第一球阀07和第二球阀10打开，第二流量调节阀09关闭，第一流量调节阀08关闭，当t3《δt≤t4，第一流量调节阀08的开度为f1，当t4《δt，第一流量调节阀08的开度为f2；以上参数的范围为： t3＝2～3℃，t4＝5～6℃，f1＝满开度的20～30％，f2＝满开度的60～80％。通过对前后排流量的调节，可以使前后排的温度保持在一定的范围内，使前后排的结霜更加均匀。
9.在结霜工况下，当双排微通道换热器在中间负荷或者小负荷工作时，制冷剂只需流过一半换热器面积就能满足需求，首先第一球阀07和第二流量调节阀09 打开，第一流量调节阀08和第二球阀10关闭，制冷剂只流过后排换热器，当 t2≤t5，第一球阀07和第二流量调节阀09关闭，第一流量调节阀08和第二球阀10打开，制冷剂只流过前排换热器，后排换热器的霜层靠空气的温度就能融化，当t1≤t5，第一球阀07和第二流量调节阀09打开，第一流量调节阀08和第二球阀10关闭，制冷剂流过后排换热器，t5＝-12～-10℃，通过上述的循环切换过程，使双排微通道换热器不需要额外的结霜操作就能融霜，提高了双排微通道换热器的性能。
10.当双排微通道换热器处于除霜工况下，当δt≤t6，第一球阀07和第二球阀 10打开，第一流量调节阀08和第二流量调节阀09关闭，制冷剂先从第二集液管 02进入前排换热器，然后再从第四集液管06进入后排换热器，当t6《δt≤t7，第一球阀07和第二球阀10打开，第一流量调节阀08关闭，第二流量调节阀09 开度为f3，当t7《δt，第一球阀07和第二球阀10打开，第一流量调节阀08关闭，第二流量调节阀09开度为f4。以上参数的范围为：t6＝2～4℃，t7＝5～7℃， f3＝满开度的30～40％，f4＝满开度的50～70％。通过对进入前排的换热器的流量进行调节，可以使双排微通道换热器除霜更加均匀。
11.和现有技术相比，本发明具有以下优点：
12.1、本发明提出了一种双排微通道换热器，制冷剂从后排进入前排流出，使前排的表面温度较高，延缓了迎风侧的霜堵，提升了微通道换热器的结霜性能。
13.2、本发明提出了一种双排微通道换热器，通过前后排微通道换热器的温差来控制进入前后排换热器的流路，达到均匀结霜的目的。
14.3、本发明提出了一种双排微通道换热器，当双排微通道换热器在中间负荷或小负荷工作时，换热器被分为了前后两部分来使用，当一部分结霜严重时，切换到另一部分来工作，通过空气来进行融霜，不需要进行额外的除霜操作，提高了微通道换热器的性能。
15.4、本发明提出了一种双排微通道换热器，当双排微通道处于除霜工况下时，通过前排换热器的温度作为控制，调整进入前后排换热器的制冷剂流量，达到均匀除霜的目的。
附图说明
16.图1为结霜工况下本发明所述一种双排微通道换热器满负荷运行时制冷剂流程示意图。
17.图2为结霜工况下本发明所述一种双排微通道换热器中间负荷或小负荷运行时后排换热器工作示意图。
18.图3为结霜工况下本发明所述一种双排微通道换热器中间负荷或小负荷运行时前排换热器工作示意图。
19.图4为除霜工况下本发明所述一种双排微通道换热器除霜运行时制冷剂流程示意图。
具体实施方式
20.下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
21.如图1、图2、图3和图4所示，本发明所述一种双排微通道换热器，包括第一集液管01、第二集液管02、第三集液管05和第四集液管06，设置在第一集液管01和第二集液管02、第三集液管05和第四集液管06间并连通第一集液管 01和第二集液管12、第三集液管05和第四集液管06的多个扁管04，安装在相邻扁管间的翅片03，第一集液管01、第二集液管02、扁管04和翅片03构成前排微通道换热器，第三集液管05、第四集液管06、扁管04和翅片03构成后排微通道换热器；第一球阀07和第四集液管06的最右端相连，第一流量调节阀08 和第三集液管05最右端相连，第一球阀07和第二流量调节阀08分别与第一集液管01最右端相连，第二球阀10和第二集液管02最左端相连，第二流量调节阀09和第一集液管最左端相连，第二球阀10和第二流量调节阀09通过管道连接，第一温度传感器11布置在前排微通道换热器的扁管04上，第二温度传感器12布置在后排微通道换热器的扁管04上，第一温度传感器11测试前排微通道换热器的表面温度为t1，第二温度传感器12测试后排微通道换热器的表面温度t2，前后排换热器的温差记录为δt＝t1-t2。
22.在结霜工况下，当双排微通道换热器满负荷工作时，如图2所示，制冷剂先从第三集液管05进入后排微通道换热器器，然后从第一集液管01进入前排微通道换热器，制冷剂在后排微通道换热器蒸发换热，使进入前排微通道换热器的制冷剂温度较高，从而抑制了霜的生长，延缓了前排微通道换热器的霜堵，提升了前后排换热器的结霜均匀性，改善了双排微通道换热器的结霜性能。
23.在结霜工况下，当双排微通道换热器满负荷工作时，当δt≤t3，制冷剂先进入后排，然后从前排流出，此时第一球阀07和第二球阀10打开，第二流量调节阀09关闭，第一流量调节阀08关闭，当t3《δt≤t4，第一流量调节阀08的开度为f1，当t4《δt，第一流量调节阀08的开度为f2。以上参数的范围为： t3＝2～3℃，t4＝5～6℃，f1＝满开度的20～30％，f2＝满开度的60～80％。通过对前后排流量的调节，可以使前后排的温度保持在一定的范围内，使前后排的结霜更加均匀。
24.在结霜工况下，当双排微通道换热器在中间负荷或者小负荷工作时，制冷剂只需流过一半换热器面积就能满足需求，首先第一球阀07和第二流量调节阀09 打开，第一流量调节阀08和第二球阀10关闭，制冷剂只流过后排换热器，如图 2所示，当t2≤t5，第一球阀07和第二流量调节阀09关闭，第一流量调节阀 08和第二球阀10打开，制冷剂只流过前排换
热器，如图3所示，后排换热器的霜层靠空气的温度就能融化，当t1≤t5，第一球阀07和第二流量调节阀09打开，第一流量调节阀08和第二球阀10关闭，制冷剂流过后排换热器， t5＝-12～-10℃，通过上述的循环切换过程，使双排微通道换热器不需要额外的结霜操作就能融霜，提高了双排微通道换热器的性能。
25.当双排微通道换热器处于除霜工况下，如图4所示，当δt≤t6，第一球阀 07和第二球阀10打开，第一流量调节阀08和第二流量调节阀09关闭，制冷剂先从第二集液管02进入前排换热器，然后再从第四集液管06进入后排换热器，当t6《δt≤t7，第一球阀07和第二球阀10打开，第一流量调节阀08关闭，第二流量调节阀09开度为f3，当t7《δt，第一球阀07和第二球阀10打开，第一流量调节阀08关闭，第二流量调节阀09开度为f4。以上参数的范围为：t6＝2～4℃， t7＝5～7℃，f3＝满开度的30～40％，f4＝满开度的50～70％。通过对进入前排的换热器的流量进行调节，可以使双排微通道换热器除霜更加均匀。

技术特征：

1.一种双排微通道换热器，其特征在于：包括第一集液管(01)、第二集液管(02)、第三集液管(05)和第四集液管(06)，设置在第一集液管(01)和第二集液管(02)、第三集液管(05)和第四集液管(06)间并连通第一集液管(01)和第二集液管(12)、第三集液管(05)和第四集液管(06)的多个扁管(04)，安装在相邻扁管间的翅片(03)，第一集液管(01)、第二集液管(02)、扁管(04)和翅片(03)构成前排微通道换热器，第三集液管(05)、第四集液管(06)、扁管(04)和翅片(03)构成后排微通道换热器；第一球阀(07)和第四集液管(06)的最右端相连，第一流量调节阀(08)和第三集液管(05)最右端相连，第一球阀(07)和第二流量调节阀(08)分别与第一集液管(01)最右端相连，第二球阀(10)和第二集液管(02)最左端相连，第二流量调节阀(09)和第一集液管最左端相连，第二球阀(10)和第二流量调节阀(09)通过管道连接，第一温度传感器(11)布置在前排微通道换热器的扁管(04)上，第二温度传感器(12)布置在后排微通道换热器的扁管(04)上，第一温度传感器(11)测试前排微通道换热器的表面温度为t1，第二温度传感器(12)测试后排微通道换热器的表面温度t2，前后排换热器的温差记录为δt＝t1-t2。2.权利要求1所述的一种双排微通道换热器的控制方法，其特征在于：在结霜工况下，当双排微通道换热器满负荷工作时，制冷剂先从第三集液管(05)进入后排微通道换热器器，然后从第一集液管(01)进入前排微通道换热器，制冷剂在后排微通道换热器蒸发换热，使进入前排微通道换热器的制冷剂温度较高，从而抑制了霜的生长，延缓了前排微通道换热器的霜堵，提升了前后排换热器的结霜均匀性，改善了双排微通道换热器的结霜性能；在结霜工况下，当双排微通道换热器在中间负荷或者小负荷工作时，制冷剂只需流过一半换热器面积就能满足需求，首先第一球阀(07)和第二流量调节阀(09)打开，第一流量调节阀(08)和第二球阀(10)关闭，制冷剂只流过后排换热器，当t2≤t5，第一球阀(07)和第二流量调节阀(09)关闭，第一流量调节阀(08)和第二球阀(10)打开，制冷剂只流过前排换热器，后排换热器的霜层靠空气的温度就能融化，当t1≤t5，第一球阀(07)和第二流量调节阀(09)打开，第一流量调节阀(08)和第二球阀(10)关闭，制冷剂流过后排换热器，t5＝-12～-10℃，通过上述的循环切换过程，使双排微通道换热器不需要额外的结霜操作就能融霜，提高了双排微通道换热器的性能；当双排微通道换热器处于除霜工况下，当δt≤t6，第一球阀(07)和第二球阀(10)打开，第一流量调节阀(08)和第二流量调节阀(09)关闭，制冷剂先从第二集液管(02)进入前排换热器，然后再从第四集液管(06)进入后排换热器，当t6<δt≤t7，第一球阀(07)和第二球阀(10)打开，第一流量调节阀(08)关闭，第二流量调节阀(09)开度为f3，当t7<δt，第一球阀(07)和第二球阀(10)打开，第一流量调节阀(08)关闭，第二流量调节阀(09)开度为f4；以上参数的范围为：t6＝2～4℃，t7＝5～7℃，f3＝满开度的30～40％，f4＝满开度的50～70％；通过对进入前排的换热器的流量进行调节，使双排微通道换热器除霜更加均匀。3.根据权利要求2所述的一种双排微通道换热器的控制方法，其特征在于：在结霜工况下，当双排微通道换热器满负荷工作时，当δt≤t3，制冷剂先进入后排，然后从前排流出，此时第一球阀(07)和第二球阀(10)打开，第二流量调节阀(09)关闭，第一流量调节阀(08)关闭，当t3<δt≤t4，第一流量调节阀(08)的开度为f1，当t4<δt，第一流量调节阀(08)的开度为f2；以上参数的范围为：t3＝2～3℃，t4＝5～6℃，f1＝满开度的20～30％，f2＝满开度的60～80％。通过对前后排流量的调节，使前后排的温度保持在一定的范围内，使前后排
的结霜更加均匀。

技术总结

一种双排微通道换热器及其控制方法，所述双排微通道换热器包括四根集液管、扁管、翅片、两个球阀、两个流量调节阀、两个温度传感器；结霜工况下，当双排微通道换热器满负荷工作时，制冷剂首先进入后排换热器然后从前排换热器流出，制冷剂流过所有的扁管，此外，通过调节进入前后排微通道换热器制冷剂的流量，提升了结霜性能；在结霜工况下，当双排微通道换热器在中间负荷或小负荷工作时，制冷剂只流过前排或者后排的换热器，并且根据结霜情况进行切换使用，不需要额外的除霜操作，只需要空气就能融霜，提高了微通道换热器的性能；在除霜工况下，通过调节进入前后排制冷剂的流量，达到均匀除霜的目的，提升了除霜效率。提升了除霜效率。提升了除霜效率。