一种具有高效热交换的制冷系统的制作方法

本发明属于节能型制冷设备，具体涉及一种具有高效热交换的制冷系统。

背景技术：

1、目前，用于制冷设备的制冷机体一般均由压缩机、冷凝器、过滤器、毛细管(或机械式膨胀阀)和蒸发器组成，其中压缩机的排气口端通过管道连接冷凝器，冷凝器的另一端通过管道连接过滤器的输入端，过滤器的输出端通过管道连接毛细管(或机械式膨胀阀)，毛细管(或机械式膨胀阀)通过管道连接蒸发器，蒸发器与待制冷的物料进行热交换，蒸发器的输出端通过管道连接压缩机的回气口端。

2、公开号为cn220733329u的中国专利公开了一种空调制冷机体一体装置，包括底座，底座内部两侧开设有固定槽，固定槽内部固定设置有固定板。该专利通过控制器打开空调，使空气压缩机开始运转，空气进入冷凝管由风扇对其进行降温，使其液态化，由冷凝管流出再经过干燥器对液体进行过滤加热再次气态化，输送到上端冷凝管再由鼓风机吹动将冷空气通过排风口排出，该专利可拆卸的壳体与壳盖头结构不仅能定期进行内部的清理与更换，大大延长了装置的使用寿命，还能有效检查内部结构的运作状态，提高了其工作效率，底部的可伸缩滑轮结构，在需要移动空调时起到了很好的辅助作用节省了操作者大量体力。

3、上述专利虽然解决了制冷机体寿命短和不便移动的问题，但在实际使用过程中仍存在以下问题，随着全球能源危机的加剧和环境保护意识的提升，传统的制冷机体由于能耗高、效率低而逐渐不能满足现代社会的需求；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种具有高效热交换的制冷系统。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种具有高效热交换的制冷系统，本发明通过优化热交换器的设计，提高了制冷效率和性能，热交换器采用复合流道设计，制冷剂从复合流道的直流道段流向波纹流道段，可以增加制冷剂与外部环境的接触面积，从而提高了热交换效率，并且智能控制系统能够根据不同制冷需求动态来调节压缩机和热交换器的工作状态，实现精确的温度控制和能源的最优化利用，同时能够实时监控热交换器的工作状态，并在检测到异常时自动报警，方便维护和故障排除，解决了上述背景技术中提出的问题。

2、本方案是通过如下技术措施来实现的：一种具有高效热交换的制冷系统，包括制冷机体，制冷机体的内部设有压缩机、冷凝器、热交换器、蒸发器和电器控制板，电器控制板中设有用于控制各个电器的智能控制系统。

3、压缩机将冷冻剂压缩成高压饱和气体，压缩后的气态冷冻剂输送至冷凝器进行冷凝，由热交换器对冷凝后的冷冻剂进行热交换，热交换后的冷冻剂通入蒸发器中，蒸发器将冷冻剂所需要冷却的媒介冷却换热。

4、智能控制系统，包含多种调节模式，用于：

5、根据制冷需求选择调节模式，不同调节模式根据室内外温度变化、用户设定的温度以及非高峰制冷需求时段进行调节，根据不同制冷需求动态来调节压缩机和热交换器的工作状态。

6、优选的，所述压缩机和冷凝器位于制冷机体内部的下方，蒸发器位于制冷机体内部的上方，热交换器位于冷凝器和蒸发器之间。

7、优选的，所述制冷机体正面的上方设有出风口，制冷机体正面的下方设有进风口，出风口和进风口均与制冷机体的内部相连通，制冷机体的正面且位于出风口的下方设置有智能面板，智能面板与智能控制系统之间信号连接。

8、优选的，所述热交换器包括壳体，壳体的前方设有前盖，前盖通过螺栓与壳体之间固定连接，壳体的内部设有多排复合流道。

9、优选的，所述热交换器整体结构采用铝合金或者铜合金的高导热性能材料制成，热交换器整体结构的表面均经过涂层或者镀层特殊处理，复合流道包括直流道段和波纹流道段。

10、优选的，所述智能控制系统，包括：

11、智能选择单元，用于：

12、用户选择根据制冷需求选择不同调节模式，不同调节模式设定有相对应的温度设定，具体为室内外温度变化、用户设定的温度以及非高峰制冷需求时段，根据不同调节模式对应的温度设定使智能控制单元进行调节；

13、智能控制单元，用于：

14、根据室内外温度变化、用户设定的温度以及非高峰制冷需求时段的不同制冷需求动态来调节压缩机和热交换器的工作状态。

15、优选的，所述智能选择单元的调节模式，分为以下三种情况：

16、自动模式，包含温度传感器，通过温度传感器实时监测室内外温度，获得室内外实时温度数据，根据实时温度数据分析室内外温度变化，并根据室内外温度变化，使智能控制单元自动调节压缩机的运行速度和热交换器的工作状态；

17、手动模式，用户手动设定温度，根据用户手动设定的温度，使智能控制单元自动调节压缩机的运行速度和热交换器的工作状态；

18、节能模式，预先设定非高峰制冷需求时段，根据设定的非高峰制冷需求时段，使智能控制单元降低压缩机运行频率和热交换器的工作效率。

19、优选的，所述智能控制单元，包括：

20、检测模块，用于：

21、对热交换器进行异常检测，每当智能控制单元控制调节热交换器时，检测模块均会对热交换器进行检测，实时监控热交换器的工作状态；

22、若检测模块未检测到热交换器异常，则继续对热交换器进行检测；

23、若检测模块检测到热交换器异常，则向用户发出自动报警。

24、优选的，所述检测模块，还包括：

25、实时采集数据模块，用于采集热交换器的运行参数；其中，所述运行参数包括进出口温度数据、压力损失数据和流体流量变化率；

26、评价系数获取模块，用于利用所述进出口温度数据、压力损失数据和流体流量变化率获取热交换器运行过程中对应的运行温度评价系数、运行压力评价系数和运行流量评价系数；

27、运行质量评价参数获取模块，用于利用所述运行温度评价系数、运行压力评价系数和运行流量评价系数获取热交换器的运行质量评价参数；其中，所述运行质量评价参数通过如下公式获取：

28、

29、其中，q表示运行质量评价参数；q0表示预设的参数基准值；exp()表示指数运算函数；t表示运行温度评价系数；f表示运行压力评价系数；v表示运行流量评价系数；

30、异常判定模块，用于所述运行质量评价参数低于预设的质量评价参数阈值时，则判定所述热交换器运行异常。

31、优选的，所述评价系数获取模块，包括：

32、进出口温度数据提取模块，用于提取所述热交换器的运行参数所包含的进出口温度数据；

33、运行温度评价系数获取模块，用于利用热交换器运行过程中对应的进出口温度数据获取运行温度评价系数；其中，所述运行温度评价系数通过如下公式获取：

34、

35、

36、

37、其中，t表示运行温度评价系数；in表示自然对数函数；t01和t02分别表示第一动态调节因子和第二动态调节因子；ty表示预设的温度差阈值；tc表示当前热交换器的进出口温度差数值；n表示热交换器运行所经历的进出口温度差未超过预设的温度差阈值的单位时间的个数，并且，单位时间的取值范围为1s-3s；m表示热交换器运行所经历的进出口温度差超过预设的温度差阈值的单位时间的个数；t01i表示热交换器运行所经历的进出口温度差未超过预设的温度差阈值的第i个单位时间对应的热交换介质进入热交换器的进口温度；t02i表示热交换器运行所经历的进出口温度差未超过预设的温度差阈值的第i个单位时间对应的热交换介质离开热交换器的出口温度；t01j表示热交换器运行所经历的进出口温度差超过预设的温度差阈值的第j个单位时间对应的进口温度；t02j表示热交换器运行所经历的进出口温度差超过预设的温度差阈值的第j个单位时间对应的出口温度；

38、压力损失数据提取模块，用于提取所述热交换器的运行参数所包含的压力损失数据；

39、运行压力评价系数获取模块，用于利用热交换器运行过程中对应的压力损失数据获取运行压力评价系数；其中，所述运行压力评价系数通过如下公式获取：

40、

41、其中，f表示运行压力评价系数；fy表示预设的压力损失阈值；fp表示当前热交换器的压力损失平均数值；fmax表示热交换器运行过程中出现的压力损失最大数值；

42、流体流量数据提取模块，用于提取所述热交换器的运行参数所包含的流体流量变化率；

43、运行流量评价系数获取模块，用于利用热交换器运行过程中对应的流体流量变化率获取运行流量评价系数；其中，所述运行流量评价系数通过如下公式获取：

44、

45、其中，v表示运行流量评价系数；k表示热交换器运行过程已经历的单位时间的个数；vi表示第i个单位时间对应的流体流量；vi-1表示第i-1个单位时间对应的流体流量；pmin和pmax分别表示当前热交换器运行过程中出现的流体流量变化率的最小值和最大值；pv表示当前热交换器流体流量变化率平均值；p表示预设的变化率阈值。

46、本发明的有益效果：

47、1、本发明通过通过优化热交换器的设计，提高了制冷效率和性能，热交换器整体结构采用铝合金或者铜合金的高导热性能材料制成，可以提高热传导效率，并且热交换器的表面经过涂层或镀层特殊处理，可以增强抗腐蚀性和耐磨性，热交换器采用复合流道设计，复合流道包括直流道段和波纹流道段，制冷剂从直流道段流向波纹流道段，可以增加制冷剂与外部环境的接触面积，进而提高了热交换效率，使得热交换率显著提高，制冷效果更好；

48、2、本发明的智能控制系统具有自动模式、手动模式和节能模式三种调节模式，从而使智能控制系统能够根据不同制冷需求动态来调节压缩机和热交换器的工作状态，实现精确的温度控制和能源的最优化利用，通过智能控制系统提高了操作的便捷性和安全性；

49、3、本发明通过检测模块能够实时监控热交换器的工作状态，检测模块在检测到热交换器异常时，会向用户发出自动报警，方便用户根据报警对热交换器做出维护和故障排除，通过检测模块对热交换器的异常检测使制冷机体具备自诊断功能，使得维护简便，从而延长了制冷机体的使用寿命。