柔性調(diào)節(jié)功能的蒸發(fā)器系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及制冷空調(diào)領域，具體是適用于各類電子設備用空調(diào)的一種柔性調(diào)節(jié)功能的蒸發(fā)器系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著電子設備的迅猛發(fā)展，熱流密度不斷提升，與之配套的制冷空調(diào)也隨之出現(xiàn)新的需求。目前，該類制冷空調(diào)按室外側和室內(nèi)側冷卻方式不同，分為風冷式、水冷式、冷水式、乙二醇經(jīng)濟冷卻式和雙冷源式等。其中，室內(nèi)側直接使用制冷劑的方式占有重要角色，即制冷劑液體在蒸發(fā)器盤管內(nèi)吸收電子機柜內(nèi)的熱量，完成相變后，以氣態(tài)形式回到壓縮機，而壓縮機將該氣體壓縮機后，送往室外側利用風冷、水冷或乙二醇冷卻等進行冷卻，完成相變后，以液態(tài)形式又回到蒸發(fā)器，如此不斷循環(huán)，從而達到連續(xù)制冷的目的。不過這類空調(diào)，在一些車載、艦載或固定軍用電子散熱領域，通常要求有更高的控制能力、更寬的室內(nèi)工作范圍和更強的環(huán)境適應性。例如，普通電子設備用空調(diào)室外側溫度為一 35°C ~50°C，室內(nèi)側溫度為17°C ~28°C，而車載電子設備用空調(diào)室外側溫度為一450C ~55°C，室內(nèi)側溫度為15°C ~40°C，同時車載電子設備熱負荷相對較高，也沒有相對大的室內(nèi)空間作為緩沖，所以對空調(diào)本身的溫濕度控制要求更高。同時，由于電子設備用空調(diào)的顯熱比較高，達0.9，勢必造成蒸發(fā)器的蒸發(fā)面積遠大于普通空調(diào)。在這種全工況下運行時，不免會遇到如下情況:①在高環(huán)境下，室內(nèi)側高負荷，大的蒸發(fā)面積更容易造成蒸發(fā)溫度和回氣溫度過高，從而引起壓縮機過載保護當僅需要少量除濕時，而此時蒸發(fā)器翅片未到露點溫度或除濕很小時，通常只有整體調(diào)節(jié)蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度來實現(xiàn)，造成出風溫度波動增加有時需要高的送風溫度和濕度控制，會采用經(jīng)蒸發(fā)器的冷空氣與不經(jīng)蒸發(fā)器的熱空氣進行混合后再送出，那樣勢必會增加旁通風閥和旁通風道等，增加空間尺寸，有些場合就無法使用。
[0003]面對電子設備的冷卻，也需要有良好的濕度控制，通常相對濕度要求控制在40%~60%左右，同時送達到的冷空氣應有較大的迎面風速支持，在相對獨立的循環(huán)空間內(nèi)，絕對濕度會越來越小，這就要求這類空調(diào)具有較強的控濕能力。當相對濕度低于要求下限時，通常還會用加濕器進行加濕處理。進而也會出現(xiàn)一種情況，即空調(diào)開啟壓縮機制冷時，蒸發(fā)器除濕能力若不匹配或變化太小，無疑會加大加濕器的投入和濕度的波動。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術存在的問題，提供一種柔性調(diào)節(jié)功能的蒸發(fā)器系統(tǒng)，來實現(xiàn)蒸發(fā)溫度或回氣溫度的有效控制，具有高可靠性運行特點。
[0005]本發(fā)明的技術方案如下:
一種柔性調(diào)節(jié)功能的蒸發(fā)器系統(tǒng)，其特征在于:包括有主電子膨脹閥、輔電子膨脹閥、分配器、分配管簇、蒸發(fā)器、蒸發(fā)風機、大匯流管、小匯流管和混合器，所述主電子膨脹閥的進口端和輔電子膨脹閥的進口端相并聯(lián)后引出，形成制冷劑進口端，所述主電子膨脹閥的出口端依次連接所述的分配器、分配管簇、蒸發(fā)器和大匯流管后與所述混合器的進口端相連接(即為主路)，所述輔電子膨脹閥的出口端依次連接所述的蒸發(fā)器和小匯流管后與所述混合器的進口端相連接(即為輔路)，所述混合器的出口端形成制冷劑出口端，利用輔路的旁通和調(diào)節(jié)部分制冷劑，從而使蒸發(fā)器在特殊工況下的高效發(fā)揮。
[0006]目前，電子設備用空調(diào)均采用大風量小焓差的方式工作。例如，25kW電子設備用空調(diào)循環(huán)風量為6600m3/h，而普通空調(diào)循環(huán)風量約為3600m3/h，相者相差甚多。若以干球溫度24°C，濕球溫度17°C，相對濕度50%，焓值48.08kJ/kg,干空氣比容0.842 m3/kg為空調(diào)室內(nèi)側入口空氣狀態(tài)，設計蒸發(fā)溫度TC。此時，電子設備用空調(diào)的空氣循環(huán)量約為7838kg/h，焓差Λ 1=25X3600/7838=11.48 kj/kg，則出風焓值為 36.60kJ/kg，溫差約 7.5
對濕度約67%);而普通空調(diào)的空氣循環(huán)量約為4276 kg/h，焓差Λ 1=25X3600/4276=21.05kj/kg，則出風焓值為27.03kJ/kg，溫差約14°C (相對濕度約88%)。這里可以看出，大風量小焓差更有利于電子設備的冷卻。若要實現(xiàn)出風濕度不大于60%，則再通過加熱方式進行補償即可，這里不再詳述。
[0007]以下列舉幾種工作狀態(tài)，進一步闡述:
I)電子設備用空調(diào)在高溫工況(如室內(nèi)40°C、50%，室外55°C)下，室內(nèi)側換熱能力大增，易造成蒸發(fā)溫度和回氣溫度超出壓縮機的允可范圍。若出風溫度32°C，相對濕度67%，則蒸發(fā)側換熱量增加40%以上，冷凝側又遇高溫，造成壓縮機過載保護。此時，利用輔路的旁通和調(diào)節(jié)部分制冷劑，讓其流經(jīng)短管簇，以減少蒸發(fā)換熱，使旁通的蒸發(fā)溫度和回氣溫度偏低，然后再與長管簇出來的過熱氣體混合，達到總體回氣溫度和蒸發(fā)壓力符合安全運行要求，從而避免壓縮機保護。
[0008]2)當電子設備用空調(diào)進風溫度33°C，相對濕度40%，經(jīng)空調(diào)制冷后，若出風溫度為240C，相對濕度63%，此時，相對濕度超標3%，通常采用再加熱方式將相對濕度控制在60%以內(nèi)，而本蒸發(fā)器系統(tǒng)，仍可利用輔路的旁通和調(diào)節(jié)作用，降低短管簇的蒸發(fā)溫度，增加局部除濕功能，使流經(jīng)此處的空氣絕對濕度減小，之后再與流經(jīng)蒸發(fā)器上部分的空氣混合達到局部除濕調(diào)節(jié)功能。
[0009]3)當電子設備用空調(diào)出風溫度和濕度達到要求時，通過調(diào)節(jié)輔電子膨脹閥，也可使蒸發(fā)器的短管簇與長管簇的回氣溫度保持一致，從而最大可能發(fā)揮蒸發(fā)器的潛力；當然輔電子膨脹閥也可以安全關閉，此時制冷劑全部流向長管簇。
[0010]進一步，所述的蒸發(fā)器為翅片式換熱器，其內(nèi)部管簇為三角形叉排，整體上分為上、下兩部分，即長管簇和短管簇，翅片共用；所述的長管簇為蒸發(fā)器的主體，由若干路長管簇組成，所述的短管簇用于柔性調(diào)節(jié)，由若干路短管簇組成；長、短管簇是指在蒸發(fā)器中流道的長短，所述短管簇的流道長度為長管簇流道長度的30°/『60%，但不限于此；所述長管簇的進口端與所述分配管簇的出口端對應相連接，長管簇的出口端與所述的大匯流管相連接，所述短管簇的進口端與所述輔電子膨脹閥的出口端相連，所述短管簇的出口端與所述的小匯流管相連接。
[0011]進一步，所述輔電子膨脹閥用于旁通和調(diào)節(jié)部分制冷劑的流量，以控制蒸發(fā)器短管簇的蒸發(fā)壓力和蒸發(fā)溫度，其數(shù)值均低于蒸發(fā)器長管簇的蒸發(fā)壓力和蒸發(fā)溫度；輔電子膨脹閥的入口端可有兩種位置，一種與主電子膨脹閥入口端并聯(lián)，另一種從主電子膨脹閥出口端分出一個分支，這時，輔電子膨脹閥的功能從節(jié)流降壓轉變?yōu)榉至鞴δ堋?br>[0012]進一步，所述主電子膨脹閥用于控制長管簇的蒸發(fā)壓力和蒸發(fā)溫度，這里不排除用熱力膨脹閥替代；主電子膨脹閥的出口端與分配器進口端相連，主電子膨脹閥的進口端，提供的過冷液體來自冷凝器。
[0013]進一步，所述混合器將來