噴淋式制冷設(shè)備及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及制冷裝置，尤其涉及一種噴淋式制冷設(shè)備及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前制冷設(shè)備的冷量傳遞過程(熱量傳遞過程與之相反):蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑蒸發(fā)吸熱，所產(chǎn)生冷量通過“導(dǎo)熱”的方式使緊貼蒸發(fā)器的制冷設(shè)備內(nèi)膽溫度降低，低溫的制冷設(shè)備內(nèi)膽通過自然對流、輻射(如果內(nèi)部有強(qiáng)制對流裝置的換熱方式為強(qiáng)制對流)使制冷設(shè)備內(nèi)部封閉氣體降溫，低溫氣體通過自然對流(如果內(nèi)部有強(qiáng)制對流裝置的換熱方式為強(qiáng)制對流)與儲物進(jìn)行換熱，將儲物的熱量帶走。制冷設(shè)備內(nèi)壁與儲物也通過輻射換熱的方式將儲物的熱量帶走。
[0003]上述的冷量傳遞過程存在兩個(gè)主要問題:一是制冷設(shè)備內(nèi)部是以空氣為主要換熱介質(zhì)，由于空氣的密度(1.164kg/m3，20°C )和導(dǎo)熱系數(shù)(2.524X 10-2W/(m.°C ))較低，造成傳熱系數(shù)低；二是自然對流和輻射換熱(制冷設(shè)備內(nèi)壁面與儲物溫差范圍內(nèi))兩種換熱方式本身換熱系數(shù)較低，在10?100W/(m2*°C )范圍內(nèi)。一方面，根據(jù)換熱量=換熱系數(shù)X傳熱溫差X換熱面積的傳熱學(xué)基本公式，當(dāng)制冷設(shè)備儲物較多時(shí)，需要較高的換熱熱量，制冷設(shè)備一般通過降低蒸發(fā)溫度(即增加傳熱溫差)來實(shí)現(xiàn)，而根據(jù)熱力學(xué)卡諾定理，制冷設(shè)備蒸發(fā)溫度越低，制冷性能系數(shù)(C0P)越低，降溫速度就越慢；另一方面，目前制冷設(shè)備溫控器的感溫包置于制冷系統(tǒng)的管路上(一般放置于蒸發(fā)器管路出口處)，通過蒸發(fā)器出口處的溫度來判斷冷藏室內(nèi)空氣溫度是否降低到設(shè)定值，當(dāng)制冷設(shè)備內(nèi)部的空氣溫度降低到設(shè)定溫度下限時(shí)壓縮機(jī)即停機(jī)，直至制冷設(shè)備內(nèi)部的空氣溫度上升到溫控器設(shè)定的溫度上限時(shí)壓縮機(jī)才重新開機(jī)工作。由于空氣溫度與儲物溫度存在較大溫差，所以當(dāng)壓縮機(jī)停機(jī)時(shí)，儲物溫度并沒有降低到設(shè)定溫度，因此儲物熱量很快把制冷設(shè)備內(nèi)部空氣加熱，溫度升高到壓縮機(jī)重新開機(jī)工作，直接導(dǎo)致壓縮機(jī)的頻繁啟停。降溫速度慢使得冰柜的節(jié)能性亟待提高，而壓縮機(jī)的啟停頻繁使得冰柜的工作可靠性下降，大大縮短壓縮機(jī)的使用壽命。
[0004]目前，利用水代替空氣作為換熱冷媒的水制冷設(shè)備，通過水與儲物的強(qiáng)制對流換熱，傳熱系數(shù)范圍在1000?10000W/(m2.Γ )，這在一定程度上增加了制冷設(shè)備的傳熱系數(shù)，但是水制冷設(shè)備的內(nèi)部須有大量水存在，水的液面高度決定了制冷設(shè)備容積的利用程度，同時(shí)大量水的存在也增加了制冷設(shè)備強(qiáng)度的要求。此外制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器放置于制冷設(shè)備內(nèi)部，占用了制冷設(shè)備的有效容積。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供一種噴淋式制冷設(shè)備及控制方法，旨在降低噴淋式制冷設(shè)備的壓縮機(jī)的啟停次數(shù)，實(shí)現(xiàn)速冷的功能。
[0006]本發(fā)明提供的技術(shù)方案是，一種噴淋式制冷設(shè)備，其特征在于，包括:制冷循環(huán)系統(tǒng)、液體循環(huán)系統(tǒng)和箱體；所述制冷循環(huán)系統(tǒng)包括連接在一起的壓縮機(jī)、冷凝器、毛細(xì)管和蒸發(fā)器；所述液體循環(huán)系統(tǒng)包括液體栗、噴嘴和儲液罐，所述液體栗經(jīng)所述蒸發(fā)器與所述噴嘴相連接，所述液體栗與所述儲液罐相連接，所述儲液罐連接至所述箱體的內(nèi)腔；所述箱體中還設(shè)置有表面烘干除水機(jī)構(gòu)。
[0007]進(jìn)一步的，所述表面烘干除水機(jī)構(gòu)包括半導(dǎo)體制冷片，所述半導(dǎo)體制冷片可升降的設(shè)置在所述箱體中。
[0008]進(jìn)一步的，所述半導(dǎo)體制冷片呈環(huán)形套結(jié)構(gòu)。
[0009]進(jìn)一步的，所述制冷循環(huán)系統(tǒng)還包括四通閥和切換開關(guān)，所述四通換向閥的公共入口和公共出口分別與所述壓縮機(jī)的排氣管和吸氣管連接，所述四通換向閥的另外兩通分別與所述冷凝器和所述蒸發(fā)器相連接，所述毛細(xì)管設(shè)于所述冷凝器和所述蒸發(fā)器之間；所述切換開關(guān)用于觸發(fā)控制所述四通換向閥換向。
[0010]進(jìn)一步的，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括溫控器、溫度傳感器、壓差傳感器和位置開關(guān)，所述溫度傳感器設(shè)于所述儲液罐和所述箱體底部的集液口之間，所述溫控器與所述溫度傳感器、所述液體栗、所述壓縮機(jī)分別相連接，所述壓差傳感器設(shè)于所述液體栗的進(jìn)、出口之間，所述壓差傳感器連接至所述壓縮機(jī)，所述位置開關(guān)設(shè)于所述箱體的門體處。
[0011]進(jìn)一步的，所述蒸發(fā)器為板式換熱器或套管式換熱器，所述液體栗通過所述蒸發(fā)器與所述噴嘴相連接；或者，所述液體栗與噴嘴之間通過管道連接，所述管道與所述蒸發(fā)器導(dǎo)熱連接。
[0012]本發(fā)明還提供一種噴淋式制冷設(shè)備的控制方法，所述噴淋式制冷設(shè)備包括:制冷循環(huán)系統(tǒng)、液體循環(huán)系統(tǒng)和箱體；所述制冷循環(huán)系統(tǒng)包括連接在一起的壓縮機(jī)、冷凝器、毛細(xì)管和蒸發(fā)器；所述液體循環(huán)系統(tǒng)包括液體栗、噴嘴和儲液罐，所述液體栗經(jīng)所述蒸發(fā)器與所述噴嘴相連接，所述液體栗與所述儲液罐相連接，所述儲液罐連接至所述箱體的內(nèi)腔，所述箱體中還設(shè)置有表面烘干除水機(jī)構(gòu)；
控制方法為:通過所述蒸發(fā)器與所述液體循環(huán)系統(tǒng)中的噴淋液體進(jìn)行換熱，所述液體循環(huán)系統(tǒng)中的噴淋液體通過所述噴嘴以噴淋方式與箱體內(nèi)腔的儲物換熱。
[0013]進(jìn)一步的，所述噴淋式制冷設(shè)備還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括溫控器、溫度傳感器、壓差傳感器和位置開關(guān)，所述溫度傳感器設(shè)于所述儲液罐和所述箱體底部的集液口之間，所述溫控器與所述溫度傳感器、所述液體栗、所述壓縮機(jī)分別相連接，所述壓差傳感器設(shè)于所述液體栗的進(jìn)、出口之間，所述壓差傳感器連接至所述壓縮機(jī)，所述位置開關(guān)設(shè)于所述箱體的門體處；
控制方法具體包括:
51:噴淋式制冷設(shè)備通電后，所述位置開關(guān)判斷門體是否打開，若打開，則所述液體循環(huán)系統(tǒng)和所述制冷循環(huán)系統(tǒng)不啟動；若沒有打開，則轉(zhuǎn)入S2 ;
52:所述溫控器比較所述溫度傳感器傳回的溫度與設(shè)定值，若傳回的溫度高于設(shè)定值，則啟動所述液體栗；若傳回的溫度低于設(shè)定值，同時(shí)所述液體栗的進(jìn)出口之間的壓差傳感器顯示有壓差，則啟動所述制冷循環(huán)系統(tǒng)，噴淋式制冷設(shè)備進(jìn)入工作狀態(tài)；
53:當(dāng)所述溫度傳感器傳回的溫度達(dá)到設(shè)定值，所述溫控器發(fā)出停機(jī)信號，所述制冷系統(tǒng)和所述液體循環(huán)系統(tǒng)相繼被切斷，停止工作。
[0014]進(jìn)一步的，控制方法還包括:若在工作過程中打開門體，所述液體循環(huán)系統(tǒng)和所述制冷循環(huán)系統(tǒng)同時(shí)被切斷，停止工作。
[0015]進(jìn)一步的，所述制冷循環(huán)系統(tǒng)還包括四通閥和切換開關(guān)，所述四通換向閥的公共入口和公共出口分別與所述壓縮機(jī)的排氣管和吸氣管連接，所述四通換向閥的另外兩通分別與所述冷凝器和所述蒸發(fā)器相連接，所述毛細(xì)管設(shè)于所述冷凝器和所述蒸發(fā)器之間；所述切換開關(guān)用于觸發(fā)控制所述四通換向閥換向；控制方法還包括:通過切換開關(guān)切換四通換向閥來改變制冷劑的流向，實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)系統(tǒng)的蒸發(fā)器和冷凝器的功能互換，將制冷控制切換為制熱控制。
[0016]本發(fā)明提供的噴淋式制冷設(shè)備及控制方法，通過制冷循環(huán)系統(tǒng)對液體循環(huán)系統(tǒng)中的噴淋液體進(jìn)行冷卻，噴淋液體將通過噴頭直接噴射到箱體內(nèi)腔盛放的儲物上，低溫的噴淋液體將直接與儲物進(jìn)行熱交換，而由于液體的傳熱系數(shù)更換，儲物上的噴淋液體能夠快速與儲物進(jìn)行熱交換，提高了制冷設(shè)備的性能系數(shù)，提高了能量利用效率，實(shí)現(xiàn)了速冷的功能；同時(shí)，由于降溫速度較快，也使得壓縮機(jī)的啟停次數(shù)明顯減少，延長了噴淋式制冷設(shè)備的使用壽命；同樣的，通過改變四通閥的狀態(tài)，還可以實(shí)現(xiàn)將制冷控制切換為制熱控制，實(shí)現(xiàn)了速冷/速熱的多功能，成為全季節(jié)電器，降低了成本。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖