平行流蒸发器及其防冻结方法 【技术领域】
本发明涉及空调器领域，尤其涉及一种防止室内平行流蒸发器在制冷过程中产生冻结的装置及其方法。
背景技术
房间空调器在低温制冷时，由于蒸发器的蒸发温度比较低，甚至很多情况下低于0℃，但当蒸发器表面的温度低于0℃时，蒸发器表面产生的水滴就会结成霜。蒸发器表面结霜，一方面会影响换热效果，另一方面，也因为结霜使蒸发器换热效果变差，使制冷剂不能完全蒸发成气体，从而有部分液态制冷剂回到压缩机，可能导致压缩机液击而损坏压缩机。
现在的房间空调器通常都是采用20多年前的防冻结方法：当蒸发器表面的温度持续一段时间低于0℃时，则停止压缩机工作，室风机以最大风量运行，直到蒸发器盘管中部温度持续一段时间大于5℃时才恢复制冷。
当采用平行流结构制作室内蒸发器时，由于平行流蒸发器特有的结构，在低温制冷时，平行流蒸发器表面很容易结霜，如果采用现在的防冻结方法，压缩机就会频繁起动，会缩短压缩机的使用寿命，同时也影响空调的制冷效果。中国专利申请03129515.0公开了一种轿车空调蒸发器除霜装置，当蒸发器表面温度低于设定温度时，增大电子膨胀阀的开度，电子膨胀阀的开度增加后，蒸发压力上升，蒸发器表面温度升高，来实现蒸发器不停机化霜。这种装置中的电子膨胀阀始终处于一种动态的变化状态当中，因此其较容易损坏。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是，提供一种不同于现有技术的平行流蒸发器及其防冻结方法，在防冻结的同时达到减少压缩机频繁启动、保持空调制冷效果的目的，而且其所采用的装置结构简单、耐用。
本发明所提供的平行流蒸发器，连接在空调器压缩机的制冷回路中，它包括中央控制器，与中央控制器电连接并为之提供基准的计时器T、比较器、温度传感器；它的输入端连接有防冻结装置，防冻结装置由毛细管与电磁阀串联、再与另一毛细管并联后连接至空调器压缩机的制冷回路中；其中：
计时器T，用以记录空调器在第一次正常制冷运行后的每相邻两次正常制冷运行时间的Tb、Tb+1，b为偶数，以及防冻结运行时间TN；
比较器，用以比较Tb、Tb+1的差值，以及防冻结运行时间TN与设定时间Tn的差值；
温度传感器，分别用以检测室内平行流蒸发器的表面温度TA和室内环境温度TB；
中央控制器，用以在温度传感器首次检测温度TA≤0℃时控制电磁阀开启；在电磁阀开启时间达到设定时间Tn后，控制压缩机或电磁阀关闭。
本发明平行流蒸发器的防冻结方法，它包括多级防冻结程序，在空调器正常制冷运过程中，当首次室内平行流蒸发器的表面温度TA低于结冰临界温度时，一级防冻结程序启动，电磁阀开启，平行流蒸发器的蒸发温度升高，对蒸发器进行除霜；当电磁阀开启时间TN达到设定时间Tn后，再次检测室内平行流蒸发器的表面温度TA，当TA≥室内平行流蒸发器表面设定温度Ta时，一级防冻结程序结束，电磁阀关闭；当TA低于结冰临界温度时，二级防冻结程序启动，空调器的压缩机关闭。
所述二级防冻结程序中当室内平行流蒸发器的表面温度TA≥Ta时，二级防冻结程序结束，压缩机开启。
作为本发明的进一步改进，该防冻结方法中还包括一个三级防冻结程序，在空调器正常制冷过程中，比较空调器相邻两次正常制冷的时间Tb、Tb+1，其中b为偶数；当Tb≤Tb+1时，进入一级防冻结程序。当Tb＞Tb+1时，比较室内环境温度TB与用户设定的室内环境温度TC，当TB-TC≤1℃时，进入二级防冻结程序，否则进入一级防冻结程序。
相对于现有技术，本发明所提供的平行流蒸发器的防冻结装置结构上更加简单耐用，其所提供的防冻结方法，可以更加智能化和人性化地实现平行流蒸发器防冻结，减少制冷回路中压缩机的频繁启动，保证空调器制冷效果。
【附图说明】
图1是本发明的平行流蒸发器示意图；
图2是空调器的正常制冷系统流程示意图；
图3是空调器的防冻结保护及制冷系统流程示意图；
图4是一级防冻结程序；
图5是二级防冻结程序；
图6是三级防冻结程序。
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步说明。
本实施例中为使平行流蒸发器能满足该防冻结的控制方法，需要对传统的平行流蒸发器进行改进。改进后的平行流蒸发器如图1所示，在该平行流蒸发器1上设有温度传感器6(即蒸发器表面温度传感器TA)，两端连接有输入总管2和输出总管7，它的输入总管2上连接了一个防冻结装置，该防冻结装置的电磁阀5和毛细管4串联后，再与毛细管3并联，然后接入空调器的制冷回路中。该制冷回路还包括：压缩机、四通阀、室外换热器、节流毛细管等部件组成。另外，为实现本发明的防冻结方法，该空调器还包括：中央控制器，计时器T，比较器，蒸发器表面温度传感器TA，室内环境温度传感器TB，由于这些部件并非本发明的重点，因此没有揭示在图1中。
在空调器进入正常制冷运行后，其制冷系统流程示意图如附图2所示，空调的正常制冷流程是：压缩机运行，排出高温高压的气体制冷经四通阀在室外换热器冷凝成中温高压的液体制冷剂，再经毛细管两次节流成低温低压的液态制冷剂后，经室内平行流蒸发器蒸发成低温低压的气体制冷，再经四通阀后回到压缩机，从而进入新一轮的制冷循环。
当进入一级防冻结保护时，其制冷系统流程示意图如附图3所示。空调防冻结保护及制冷运行的流程是：压缩机运行，排出高温高压的气体制冷经四通阀在室外换热器冷凝成中温高压的液体制冷剂，再经毛细管节流后，这时，电磁阀5开启，制冷剂再经毛细管3和毛细管4节流成低温低压的液态制冷剂后，经室内平行流蒸发器1蒸发成低温低压地气体制冷，再经四通阀后回到压缩机，从而进入新一轮的制冷循环。这个循环过程的目的是提高室内平行流蒸发器的蒸发温度，从而可以达到化霜的效果。同时，制冷不被中断。
参照图4、图5所示，本发明平行流蒸发器的防冻结方法的控制步骤如下：
第1步：空调器制冷运行，计时器T清零，T主要是记录从第二次正常制冷开始的相邻两次正常制冷的运行时间，如T2、T3。
第2步：当平行流蒸发器表面温度TA持续60秒满足TA≤0℃时，空调器正常制冷结束，空调器需要进行防冻结保护，一级防冻结程序开始，电磁阀开启，使防冻结装置的毛细管3和毛细管4同时节流，提高室内蒸发器的蒸发温度，从而达到化霜的目的。同时，压缩机制冷不被中断。在防冻结运行开始时，制计时器开始记录防冻结运行时间TN。
第3步：当防冻结保护运行TN≥120秒，如果平行流蒸发器表面温度还是TA＜0℃，则跳过第四步，执行第五步的二级防冻结程序；如果平流蒸发器表面温度TA≥0℃，则执行第四步。
第4步：防冻结保护运行，当平行流蒸发器表面温度持续60秒TA≥5℃。则防冻结运行结束，电磁阀关闭，返回正常制冷运行。
第5步：二级防冻结程序开始运行，制冷运行终止，即压缩机停止运行，室外风机停止运行，室内机保持运行。
第6步：当平行流蒸发器表面温度持续60秒TA≥5℃时，二级防冻结保护运行结束，并重新返回正常制冷运行。
三级防冻结程序是空调连续进行到第三次防冻结保护以后的控制程序。如附图6所示，当第二次正常制冷运行时间T2与第三次正常制冷运行时间T3相比较(即T2-T3之差进行判断)，如果T2-T3≤0℃，就表明第三次的正常制冷运行时间比第二次长，即可以认为，通过开启电磁阀5，利用双毛细管3、4节流，提高平行流蒸发器1的蒸发温度并可以把平行流蒸发器1的霜层除干净。T2，T3清零后，中央控制器重新返回一级防冻结程序。当T2-T3＞0℃，就表明第三次的正常制冷运行时间比第二次短，即可以认为，通过开启电磁阀5，利用双毛细管3、4节流这种方式，不可以把平行流蒸发器1的霜层除干净。则再判断：如果室内环境温度TB与用户设定的空调工作温度TC之差，TB-TC≤1℃，说明房间室内温度已达到用户要求，可以终止制冷运行，则进入二级防冻结程序，即压缩机关闭。如果TB-TC＞1℃，说明房间室内温度还没有达到用户要求，不能终止制冷运行，则进入一级防冻结程序，即电磁阀5开启。上述的三级防冻结程序也可以应用在用户关机或突然停电的情况下。
其中，第一步至第四步是空调的正常制冷和空调防冻结保护运行的控制子程序。首先，空调器工作状态按正常的制冷流程(附图2)进行，当平行流蒸发器表面温度TA持续60秒满足TA≤0℃时，空调器正常制冷结束，空调器需要进行防冻结保护，制冷运行流程按附图4进行，同时，制冷不被中断。在满足相应的设定条件时，空调器制动则执行二级防冻结程序或者关闭防冻结运行结束。
第五步和第六步是二级防冻结程序。主要是当本发明的防冻结装置对平行流蒸发器除霜无效或蒸发器表面严重结霜，则空调器采用现有的除霜技术，制冷运行终止，即压缩机停止运行，室外风机停止运行，室内风机保持运行。
从第一次正常制冷后，计时器开始记录每一次正常制冷的时间长度。当Tb-Tb+1＞0℃，就表明后一次的正常制冷运行时间Tb+1比前一次Tb短，即可以认为，通过开启电磁阀，利用双毛细管节流，提高蒸发器的蒸发温度方式不可以把蒸发器的霜层除干净。再判断，如果室内环境温度TB与用户设定的室内温度TC之差，TB-TC≤1℃，说明房间室内温度已达到用户要求，可以终止制冷运行，压缩机关闭；如果TB-TC＞1℃，说明房间室内温度还没有达到用户要求，不能终止制冷运行，则开启电磁阀。当然如果Tb-Tb+1≤0℃，就表明后一次的正常制冷运行时间比前一次长，即可以认为，通过开启电磁阀，可以把蒸发器的霜层除干净。Tb、Tb+1清零后，控制程序重新返回一级防冻结程序。
本发明所提供的防冻结方法通过多个防冻结程序来实现对平行流蒸发器的智能化控制，避免了压缩机的频繁启动，因此提高整个空调器的使用寿命。