[發明專利]滿液式蒸發器冷媒液位控制方法

有效

• 申請號: 201010576943.0
• 申請日: 2010-12-02
• 公開（公告）號: CN102467135A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 鐘震麒;劉中哲;洪國書
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: G05D9/12
• 分類號: G05D9/12;F25B39/02
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;祁建國

技術領域

本發明涉及一種滿液式蒸發器冷媒液位控制方法，其提供一種量測實際冰水入出水溫差值、冷媒吐出溫度、冷媒蒸發壓力值與冷媒冷凝壓力值，而得出一實際與期望吐出溫度誤差值及一實際與期望算術平均溫差誤差值，進而根據該誤差值調整電子式膨脹閥的開度，以控制蒸發器的冷媒液位，而可有效發揮蒸發器的熱交換面積，并能提升蒸發溫度。

背景技術

近年冷凍空調的技術已趨近于成熟，然冷凍或空調的基本概念，其是利用冷媒與液體熱交換，以提升或降低液體的溫度，或者，降低或提升冷媒的溫度，進而達到空調或冷凍的目的。

而于熱交換過程中較常見的裝置，其為滿液式冷媒系統，該滿液式冷媒系統具有一壓縮機、一冷凝器、一電子式膨脹閥與一滿液式蒸發器，壓縮機具有一入口端與一出口端，出口端以一管路連接冷凝器，冷凝器以一管線連接電子式膨脹閥，電子式膨脹閥是一管線連接滿液式蒸發器，滿液式蒸發器是以一管線連接壓縮機，另于滿液式蒸發器中設有一液位傳感器。

滿液式蒸發器中冷媒的液面于最佳狀態下，其剛好覆蓋位于滿液式蒸發器中最上排的銅管，以使冷媒與流動于銅管中的液體進行熱交換，該液體可為水、油或鹵水等，為了可有效控制冷媒液位高度，現有技術中以采用液位傳感器、偵測冷凝器的壓力與漸進溫度的三種常見方式。

第一種液位傳感器的方式，其將液位傳感器配合電子式膨脹閥，來作為控制冷媒液面的方法，于滿載標準條件下，即壓縮機100％運轉，液位傳感器可十分精準地控制冷媒液位，但于實際狀態中，壓縮機有可能只有部分負載，由于液位傳感器所設定的冷媒液位與實際液位，二者存有極大的差異；再者，冷媒的蒸發沸騰亦會增加整體的變量，而使得冷媒非處于最佳液位處，因此蒸發器無法有效發揮其最佳的功能，并造成冷媒蒸發溫度與壓縮機運轉效率無法提高；再一，現有的液位傳感器的液位解析精準度較差，并且費用較高。

第二種利用偵測冷凝器壓力的方式，其將所偵測的壓力轉換成溫度，再加上一溫度差值，以作為一冷媒吐出溫度，進而控制冷媒液位，但冷媒液位的高度受到冷媒蒸發溫度的影響，而冷媒的吐出溫度變化量可說甚小，該變化量加上溫度偵測的誤差值造成冷媒液位難以精準控制，另外，外界因素亦會造成誤判，如外界的熱氣進入蒸發器中，造成蒸發溫度與吐出溫度過高的假象，而使增加控制的難度，再者，偵測冷凝器的壓力亦無法應用于部分負載或較低冷凝壓力條件下的最佳液位的需求。

第三種采用漸進溫度的控制方式，其利用保持冰水出水溫度與冷媒蒸發溫度固定的溫度差值，來達到冷媒液位控制的目的，但仍無法適用于部分負載條件時，冷媒于最佳液位與最佳蒸發溫度條件下的需求。

綜合上述，現有的三種常見單一目標設定值的冷媒液位控制方法，其分別具有費用較高、液位解析精準度較差、無法達到有效控制部分負載條件于較佳的冷媒液位，所以現有的冷媒液位控制方法仍有改善空間。

發明內容

有鑒于上述的缺點，本發明的目的在于提供一種滿液式蒸發器冷媒液位控制方法，其利用所設定的冰水入出水溫差、所測得的實際冰水入出水溫差值、冷媒吐出溫度、冷媒蒸發壓力值與冷媒冷凝壓力值，以調整電子式膨脹閥的開度，進而控制蒸發器中的冷媒液位，而可有效發揮蒸發器的熱交換面積，并能提升蒸發溫度，以使蒸發器得以于最佳的冷媒蒸發溫度下運轉，提升冰水機部份負載條件下的運轉效率，并亦具有成本低廉與液位控制精準度高的優點。

為了達到上述的目的，本發明的技術手段在于提供一種滿液式蒸發器冷媒液位控制方法，其步驟包括如下：

A、設定基本條件：設定多個溫差值與多個修正值。

B、量測溫度與壓力：量測一冰水入水溫度、一冰水出水溫度、一冷媒蒸發壓力值、一冷媒冷凝壓力值與一冷媒吐出溫度值。

C、計算誤差值：依據該步驟A及B所得的數據，而得出誤差值。

D、控制電子式膨脹閥的開度：依該步驟C所得的誤差值，以控制該電子式膨脹閥的開度。

如上所述的步驟A中，溫差值與修正值為一蒸發器的額定算術平均溫差、一額定冰水入出水溫差值、一算術平均溫差修正值、一算術平均溫差值中立帶與一吐出溫度修正值，算術平均溫度修正值在-0.5～0.5之間，吐出溫度修正值在0～5之間。并且額定算術平均溫差值、額定冰水入出水溫差值、算術平均溫差修正值與吐出溫度修正值設定于一控制器中；以及電子式膨脹閥于一壓縮機啟動運轉的初始開度所設定的設定值可為50～100％。