[發明專利]蒸汽壓縮制冷循環中干式蒸發器出口狀態測量方法及裝置

無效

• 申請號: 200810040374.0
• 申請日: 2008-07-09
• 公開（公告）號: CN101307974A
• 公開（公告）日: 2008-11-19
• 發明（設計）人: 陶宏;陶樂仁
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: F25B49/02
• 分類號: F25B49/02
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及一種蒸汽壓縮制冷循環中干式蒸發器出口狀態測量方法及裝置。

背景技術

在蒸汽壓縮式制冷循環過程中，干式蒸發器出口制冷劑狀態的控制相當重要：一方面，為了防止壓縮機發生液擊，出口制冷劑狀態要求有一定的過熱度；另一方面，為了充分利用蒸發器的換熱面積、提高換熱器效率，出口制冷劑狀態的過熱度要求盡可能地小，有時為了控制適當的排氣溫度，甚至要求出口制冷劑狀態有一點濕度。目前，干式蒸發器的出口制冷劑狀態的控制主要應用熱力膨脹閥和電子膨脹閥，無論何類型的膨脹閥-干式蒸發器控制回路，都是采用過熱度(回氣溫度和蒸發溫度之差)作為干式蒸發器出口制冷劑狀態的反饋信號；但是，根據管內氣液兩相流動型式的發展變化，隨著蒸發器供液量的逐步增加，干式蒸發器出口的制冷劑流動狀態由過熱蒸汽向飽和逼近，過熱度越來越小，準確的測量比較困難；因此為了保證壓縮機的運行安全和蒸發器的換熱效率，需要及時、準確、可靠的方法測量蒸發器的出口是否處于飽和狀態附近。

發明內容

本發明是要解決蒸汽壓縮式制冷循環過程中，干式蒸發器出口制冷劑狀態測量的技術問題，而提供一種蒸汽壓縮制冷循環中干式蒸發器出口狀態測量方法及裝置。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：

一種蒸汽壓縮制冷循環中干式蒸發器出口狀態測量方法，特點是，具體步驟如下：

1.在干式蒸發器出口銅管壁面布置一個電加熱器和第一溫度傳感器，由該第一溫度傳感器測量置有加熱器的該點溫度；

2.在第一溫度傳感器上游布置第二溫度傳感器，由該第二溫度傳感器測量通過干式蒸發器出口的回氣溫度；

3.將置有加熱器的該點溫度和通過干式蒸發器出口的回氣溫度分別從兩端輸入到一比較器計算其溫差；

4.控制器根據溫差大小，判斷干式蒸發器出口狀態是過熱蒸汽，還是霧狀濕蒸汽；

5.將步驟4的判斷作為蒸汽壓縮式制冷循環中膨脹閥-干式蒸發器控制回路的反饋信號，調節置于干式蒸發器入口的膨脹閥的開度。

一種為實現上述方法的裝置，其特點是它包括：電加熱器、恒流源、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、比較器、控制器、膨脹閥，電加熱器置于干式蒸發器出口銅管壁面上，恒流源和電加熱器相連接，由恒流源提供恒定的激勵電流給電加熱器，第一溫度傳感器置于電加熱器處，測量該點的溫度，第二溫度傳感器置于第一溫度傳感器的上游，測量干式蒸發器出口處的回氣溫度，第一、第二溫度傳感器和比較器的兩輸入端相連接，比較器的輸出和控制器連接，控制器輸出連接置于干式蒸發入口端的膨脹閥連接，用來控制膨脹閥的開度。

本發明的有益效果在于：可以確定干式蒸發器出口由過熱蒸汽向霧狀濕蒸汽的轉變點，此時，蒸發器的換熱效率最佳，同時又保證了壓縮機的運行安全性；另外，避免了在實際使用過程中蒸發溫度和回氣溫度比較法可能產生的系統誤差，也不需要成本較高的壓力傳感器。

附圖說明

圖1是發明的熱式感應測量裝置簡圖。

具體實施方式

一種蒸汽壓縮制冷循環中干式蒸發器出口狀態測量方法，具體步驟如下：

1.在干式蒸發器3出口銅管壁面布置一個電加熱器5和第一溫度傳感器6，由該第一溫度傳感器6測量置有加熱器5的該點溫度T_H；2.在第一溫度傳感器6上游布置第二溫度傳感器4，由該第二溫度傳感器4測量通過干式蒸發器3出口的回氣溫度T_S；

3.將置有加熱器5的該點溫度T_H和通過干式蒸發器3出口的回氣溫度T_S分別從兩端輸入到一比較器9計算其溫差ΔT＝T_H-T_S；

4.控制器1根據溫差ΔT大小，判斷干式蒸發器3出口狀態是過熱蒸汽，還是霧狀濕蒸汽，當溫差大于20K時，干式蒸發器3出口狀態是過熱蒸汽；當溫差小于5K時，干式蒸發器3出口狀態是霧狀濕蒸汽；當溫差界于5K-20K之間時，干式蒸發器3出口狀態處于過熱蒸汽與霧狀濕蒸汽之間的過渡狀態；

5.控制器1將步驟4的判斷作為蒸汽壓縮式制冷循環中膨脹閥-干式蒸發器控制回路的反饋信號，調節置于干式蒸發器入口的電子膨脹閥的開度，當干式蒸發器3出口狀態是過熱蒸汽時，且過熱度大于4K時；增加電子膨脹閥的開度；當干式蒸發器3出口狀態是霧狀濕蒸汽時，減小電子膨脹閥開度；當干式蒸發器3出口狀態是過熱蒸汽時，且過熱度界于2K-4K之間時；保持電子膨脹閥的開度不變。