制冷设备的调节方法以及制冷设备和膨胀阀技术

制冷设备的调节方法，这种制冷设备依序具有一个压缩机、一个冷凝器、一个膨胀阀和一个蒸发器，这种制冷设备用一个膨胀阀调节，该膨胀阀作为调节元件具有一个膜片或膜盒，并通过加热元件的供热可进行控制，其中该调节元件的一侧由蒸发器侧的制冷剂压力加载，该调节元件的另一侧则由一个充有一种其压力与温度有关的介质的敏感元件系统的蒸汽压力加载，其敏感元件的温度由制冷剂的饱和温度和供热来确定；在干式蒸发器的出口侧测量过热或测量浸没式蒸发器的液位，并根据测量值调节供热。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及冷却设备的一种调节方法、一种制冷设备和这种制冷设备用的一种膨胀阀。专利文献WO82/04142公开了一种制冷设备，这种制冷设备具有一个压缩机、一个冷凝器、一个膨胀阀和一个蒸发器。这种制冷设备用一个膨胀阀调节，该膨胀阀作为调节元件具有一个膜片或膜盒并通过一个加热元件的供热可进行控制。该调节元件的一侧由一个用液体-蒸汽充填的敏感元件系统加载，敏感元件温度由供热确定。在蒸发器的出口端测量过热并根据测量值调节供热。可加热的敏感元件紧贴在蒸发器的出口侧的制冷剂管道上，在该处已经存在过热的制冷剂蒸汽。所以散热相当小，并随过热温度变化。德国专利DE4005728A1公开了一种制冷设备，这种制冷设备在蒸发器出口根据过热进行调节。为此，膨胀阀具有一个作为膜片构成的调节元件，该调节元件一侧受蒸发器出口的冷却剂压力作用，另一侧受蒸发器出口冷却剂温度相应压力作用。这种调节需要把通到压缩机的吸管或一根例如作成毛细管的测量管一直敷设到膨胀阀。这导致制冷设备的设计上的多方面限制。此外，常常出现波动大的过热的很不平衡的调节。在上述公开的情况中，还有一个附加的影响叠加在这种过热调节上，这个附加影响是由压缩机和冷凝器之间的管道内的温度所致。为此，膜盒的两个压力室之一充有一种控制介质，这种介质通过薄膜与蒸发器出口侧的过热制冷剂保持热交换，并附加地通过一个加热元件例如一个正温度系数热敏电阻加热。美国专利US3313121公开了一种制冷设备及其用一个膨胀阀进行调节的一种方法，该膨胀阀作为调节元件具有一个薄膜。其中薄膜的一侧受膨胀阀出口侧的制冷剂压力作用，而另一侧则受一个紧贴在蒸发器过热区段上的敏感元件的压力作用。本专利技术旨在用简单和经济的方式改进制冷设备的调节。这个目的在方法上是通过权利要求1所述的特征来实现的。在这个方案中，敏感元件始终与液态制冷剂保持热接触，这在基本上恒温的条件下可获得良好的供热。阀门的开度主要由用加热元件的供热来决定。通过加热提高敏感元件系统中的压力。作为充汽压力与温度有关的充汽可用例如一种液体-蒸汽或吸附充汽。这里蒸汽压力是温度的函数，并随温度的上升而增加。输入加热元件的功率越大，阀门的开度也越大。下列公式实际上给出了它们的比例关系E～K×A×(Tf-Ts)E=输入加热元件的功率；K=导热系数；A=敏感元件和制冷剂之间的散热面；Tf=敏感元件温度；Ts=制冷剂的饱和温度。不论正好在阀门出口的制冷剂的饱和压力和饱和温度有多高，上述关系式都是有效的。所以阀门的开度与蒸发器压力无关。不需要用加热元件进行可能的匹配。由于供热进行了调节，亦即借助于一个调节器预先给定，所以可用全部调节技术的可能性来改进调节，例如可用比例积分调节器。此外，也可用其他附加的功能，例如考虑与压缩机转数的相关性、冰冻或压缩的制冷剂的过份加热。这样就可实现很精确的调节。另一个优点在于，在加热元件失效时，膨胀阀关闭。按权利要求2和权利要求3的改进结构，只需分别在膨胀阀的出口侧测定制冷剂压力和制冷剂温度。蒸发器的出口和膨胀阀之间不需要管道连接。测试点和调节器之间的连接用简单的信号线以及调节器和加热元件之间的连接用简单的电力线即可。这样就导致一个简单和经济的结构。在制冷设备适合一定的使用目的的情况下，管道走向可比迄今为止选择更大的自由度。调节原理不但适用于要进行过热测量的干式蒸发器，也适用于液位作测量值用的浸没式蒸发器。所有这些都可实现多方面的应用。按权利要求4的一个可选方案，即使在膨胀阀关闭的情况下，少量的制冷剂仍不断膨胀。这个目的在装置上是通过权利要求5和6的特征来实现的，这两项权利要求提出了测定饱和温度的两个方案。如果按权利要求7把管子做成毛细管，则该管既可构成一个旁路通道，也可构成第二节流点。通过这种双重功能可节省附加的部件。按权利要求8连接出口通道和膨胀阀的出口侧是值得推荐的。“膨胀阀的出口侧”一词包括膨胀阀的节流点和蒸发器的实际入口之间的全部范围，即使存在换向阀、分配器或别的部件。所以在设置敏感元件和补偿通道时存在着很大的自由度。但根据权利要求9将这些部件紧邻膨胀阀设置时，因为由此可用短的管道工作，因而是特别有利的。但补偿通道内的压力等于温度敏感元件设置点的压力也是重要的。按权利要求10敷设补偿通道时只需一段短的管即可将冷却剂管道与压力室连接起来。如果补偿通道按权利要求11设置在阀门内部，还可得出一个更经济的解决方案。根据权利要求12将毛细管敷设到敏感元件温度和压力室温度的明显的分开点。按权利要求13的解决方案，在膨胀阀的出口上连接的制冷剂管道构成敏感元件和加热元件的优选的支架。根据权利要求14可用一个夹紧箍实现固定。根据权利要求15的可选方案，敏感元件可设置在膨胀阀的出口侧的外壳中或设置在出口侧的外壳上。其中根据权利要求16，敏感元件可在外壳中的一个空腔内构成。权利要求17给出了具有旁路通道的一个有利的解决方案。根据权利要求18和19提出了两个可选方案。在权利要求20的一种优选的方案中，加热元件设置在敏感元件的内部。这就可获得更好的热传导和方便安装。根据权利要求21进行隔热，有助于避免敏感元件向周围散热。制冷设备的一个尚待详细描述的重要组成部分是具有权利要求22所述特征的膨胀阀。全部所需的元件都位于膨胀阀中或其附近。如果按权利要求23将阀壳、补偿通道和敏感元件系统构成一个预制的组件，并根据权利要求26将连接在阀出口上的制冷剂管道也包括在这个组件中时，实际上是有利的。权利要求24、25和27至29的改进方案提出了不同的优选结构型式。根据权利要求31，膨胀阀具有一个旁路通道也是有利的。下面结合附图所示的优选实施例来详细说明本专利技术。附图表示附图说明图1表示具有一个直通式蒸发器的本专利技术制冷设备的原理图；图2表示膨胀阀的原理图；图3表示沿图2剖面线A-A剖开的一个断面；图4表示一种改型的膨胀阀的原理图；图5表示根据本专利技术具有一个浸没式蒸发器的一种改型的制冷设备的原理图；图6表示一种改型的敏感元件；图7表示一种改型的膨胀阀的另一种方案的原理图；图8表示本专利技术制冷设备的另一种结构型式的一部分；图9表示膨胀阀的另一种结构。图1表示一个制冷设备1。在这个制冷设备中依序设置了制冷剂的一个压缩机2、一个冷凝器3、一个膨胀阀4和一个干式蒸发器5。所谓干式蒸发器是指全部冷却剂在一次性通过蒸发器时被蒸发的一种蒸发器。膨胀阀4例如可具有图2所示的形状。阀壳6具有一个入口室7和一个出口室8。阀座9位于该两室之间。所属的密封件10由一个阀杆11支承，该阀杆与一个膜盒13中的一个调节元件12共同作用。密封件10受弹簧14的弹力作用，该弹簧座15可借助于一个调节装置16进行调节，此外，还受下压力室17中的压力PK的作用和上压力室18中的压力PT的相反方向的作用。制冷剂管道19以铜管的形式与出口室8连接，其内腔通过一个作成管子的补偿通道20与一段通到下压力室17的套管21连接。所以压力PK与膨胀阀4出口的制冷剂压力一致。上压力室18是敏感元件系统22的一部分，它的敏感元件23通过一根毛细管24与上压力室18连通。敏感元件23用第一壁段25贴合在制冷剂管道19上。位于对边上的另一壁段26贴合在电加热元件27上。为此，用一种夹紧装置28例如卡箍或卡板把敏感元件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：K·S·詹森，F·施米德特，
申请(专利权)人：丹福斯有限公司，
类型：发明
国别省市：