CN101852503A - 一种多温冰箱 - Google Patents

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陶楷
张敏
肖建军
张献峰
张立境
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本发明公开了一种多温冰箱，其制冷系统包括制冷剂和压缩机，压缩机排气口后的制冷剂管路上依次串连连通设有冷凝器、第一节流装置和冷藏室蒸发器，制冷剂为多元非共沸混合制冷剂；冷藏室蒸发器的出口连通设有气分，气分液相出口后的制冷剂管路上依次串联有第二节流装置、冷冻室蒸发器和冷凝蒸发器，冷冻室蒸发器与冷凝蒸发器的蒸发进口相连通；气分的气相出口后的制冷剂管路上依次串联设有冷凝蒸发器、第三节流装置和速冻室蒸发器，气分气相出口与冷凝蒸发器的冷凝进口相连通，速冻室蒸发器与冷凝蒸发器的蒸发进口相连通；冷凝蒸发器的蒸发出口与压缩机吸气口相连通。本发明能够提供三级蒸发温度并分别与冷藏室、冷冻室和速冻室的冷却温度相匹配。

Description

一种多温冰箱
技术领域
本发明涉及一种冰箱，尤其是一种多温冰箱。
背景技术
不同储物的储存温度和湿度要求一套冰箱装置提供两级或多级间室温度，该种冰箱被称为“多温冰箱”。现有的“多温冰箱”由一台压缩机提供多个间室温度的制冷系统，由于其回路简单而广泛应用。如图1所示，现有三温冰箱的制冷系统包括压缩机31，压缩机31的排气口通过制冷剂管路依次串连连通设有冷凝器32、毛细管33、冷藏室蒸发器34、冷冻室蒸发器35和第三室蒸发器36，第三室蒸发器36的出口与压缩机31的吸气口相连通。这些“多温冰箱”虽然可以提供多个间室温度，由于使用单一制冷剂，制冷剂循环中却只有一级与最低间室温度对应的蒸发温度，这使得制冷剂在对其它间室提供冷量时存在较大的传热温差，能量不能合理充分利用，并且在控制各间室温度时存在困难。以双温冰箱为例，冷藏室和冷冻室的温度分别维持在5℃和-24℃，但制冷剂在冷藏室和冷冻室蒸发器中的蒸发温度却在-30℃左右，势必使得冷藏室中的传热温差较大造成了有效能损失，使得整个系统的有效能利用系数降低；同时过低的蒸发温度造成冷藏室中的储物干耗增加，加速了果、菜的老化过程。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用三个独立蒸发器的多温冰箱，能够提供三级蒸发温度并分别与冷藏室、冷冻室和速冻室的冷却温度相匹配。
为实现上述目的，本发明多温冰箱的制冷系统包括制冷剂和压缩机，压缩机排气口后的制冷剂管路上依次串连连通设有冷凝器、第一节流装置和冷藏室蒸发器，所述制冷剂为多元非共沸混合制冷剂；所述冷藏室蒸发器的出口连通设有气液分离器，气液分离器的液相出口后的制冷剂管路上依次串联连通设有第二节流装置、冷冻室蒸发器和冷凝蒸发器，冷冻室蒸发器与冷凝蒸发器的蒸发进口相连通；气液分离器的气相出口后的制冷剂管路上依次串联连通设有冷凝蒸发器、第三节流装置和速冻室蒸发器，气液分离器的气相出口与冷凝蒸发器的冷凝进口相连通，冷凝蒸发器的冷凝出口与第三节流装置相连通，速冻室蒸发器与冷凝蒸发器的蒸发进口相连通；冷凝蒸发器的蒸发出口与压缩机吸气口相连通。
本发明中的多元非共沸混合制冷剂在经过第一至第三节流装置降压后分别得到第一级至第三级蒸发温度并分别供给冷藏室蒸发器、冷冻室蒸发器和速冻室蒸发器，从而能够提供三级蒸发温度并分别与冷藏室、冷冻室和速冻室的冷却温度相匹配，避免以往由于只有一级蒸发温度、前两级间室中传热温差大带来的有效能损失。
所述气液分离器的气相出口与所述冷凝蒸发器的冷凝进口之间设有第一切换装置，气液分离器的气相出口与第一切换装置的进口端相连通；第一切换装置的第一出口端与冷凝蒸发器的冷凝进口相连通，第二出口端通过第四节流装置与压缩机的吸气口相连通；所述冷冻室蒸发器与所述冷凝蒸发器的蒸发进口之间设有第二切换装置，冷冻室蒸发器的出口与第二切换装置的进口端相连通；第二切换装置的第一出口端与冷凝蒸发器的蒸发进口相连通，第二出口端与速冻室蒸发器的进口相连通。
第一切换装置的设置使得气液分离器的气相出口能够通过第一切换装置选择连通冷凝蒸发器的冷凝进口或第四节流装置；第二切换装置的设置使得冷冻室蒸发器的出口能够通过第二切换装置选择连通冷凝蒸发器的蒸发进口或速冻室蒸发器的进口。当气液分离器的气相出口通过第一切换装置连通冷凝蒸发器的冷凝进口、冷冻室蒸发器的出口通过第二切换装置连通冷凝蒸发器的蒸发进口时，本发明中的多元非共沸混合制冷剂在经过第一至第三节流装置降压后分别得到第一级至第三级蒸发温度并分别供给冷藏室蒸发器、冷冻室蒸发器和速冻室蒸发器，从而能够提供三级蒸发温度并分别与冷藏室、冷冻室和速冻室的冷却温度相匹配。当气液分离器的气相出口通过第一切换装置连通第四节流装置、冷冻室蒸发器的出口通过第二切换装置连通速冻室蒸发器的进口时，本发明中的多元非共沸混合制冷剂在经过第一、第二节流装置降压后分别得到第一级和第二级蒸发温度。其中冷藏室蒸发器使用第一级蒸发温度向冷藏室供冷；由于冷冻室蒸发器与速冻室蒸发器中的制冷剂压力基本相同，因此冷冻室蒸发器与速冻室蒸发器共用第二级蒸发温度并向冷冻室和速冻室供冷。总之，由于设置了第一、第二切换装置，本发明的多温冰箱的制冷系统可以在三温制冷系统和双温制冷系统之间切换，从而使用户能够根据有无速冻功能的需要来切换本发明的多温冰箱的制冷系统，使各蒸发器为每个冰箱间室(冷藏室、冷冻室和速冻室)提供最佳的换热温差，避免在不需要速冻功能时，冰箱间室温度过低造成能量的浪费。
所述冷藏室蒸发器的进口和出口之间并联设有第一电磁阀；所述冷冻室蒸发器的进口与所述冷凝蒸发器的蒸发进口之间连通设有第二电磁阀。
两个电磁阀的设置，便于通过开、关电磁阀以及调节电磁阀的开启度来调节速冻室蒸发器内的制冷剂流量，从而使速冻室蒸发器的制冷量能够根据速冻室负荷的变化而调节。具体地说，速冻室负荷增加时，调大两个电磁阀的开启度使速冻室制冷量增加；速冻室负荷减小时，调小两个电磁阀的开启度使速冻室制冷量减小。
所述第一、第二切换装置均为两位三通阀，便于采购，成本较低。
所述第一、第二、第三、第四节流装置均为毛细管或减压阀，成本较低，便于制造。
附图说明
图1是现有三温冰箱制冷系统的结构示意图；
图2是实施例一中三温冰箱制冷系统的结构示意图；
图3是实施例一中三温冰箱各间室的结构示意图；
图4是图3的A-A剖视图；
图5是实施例二中三温冰箱制冷系统的结构示意图；
图6是实施例三中三温冰箱制冷系统的结构示意图。
具体实施方式
实施例一
如图2、图3和图4所示，本发明的一种多温冰箱，其制冷系统包括制冷剂和压缩机1，压缩机1的排气口1A后的制冷剂管路上依次串连连通设有冷凝器2、第一节流装置3和冷藏室蒸发器4，所述制冷剂为多元非共沸混合制冷剂；所述冷藏室蒸发器4的出口连通设有气液分离器5，气液分离器5的液相出口5B后的制冷剂管路上依次串联连通设有第二节流装置9、冷冻室蒸发器11和冷凝蒸发器6，冷冻室蒸发器11与冷凝蒸发器6的蒸发进口14相连通。
气液分离器5的气相出口5A后的制冷剂管路上依次串联连通设有冷凝蒸发器6、第三节流装置18和速冻室蒸发器13，气液分离器5的气相出口5A与冷凝蒸发器6的冷凝进口16相连通，冷凝蒸发器6的冷凝出口17与第三节流装置18相连通，速冻室蒸发器13与冷凝蒸发器6的蒸发进口14相连通；冷凝蒸发器6的蒸发出口15与压缩机1吸气口1B相连通。其中，所述第一、第二、第三节流装置3、9、18均为毛细管或减压阀。如图3和图4所示，本发明的冰箱设有三个间室，分别为冷藏室22、冷冻室23和速冻室24。冷藏室蒸发器4与冷藏室22对应设置，冷冻室蒸发器11与冷冻室23对应设置，速冻室蒸发器13与速冻室24对应设置。
本发明的多温冰箱能够利用制冷回路对内部循环的多元非共沸混合制冷剂中高、低沸点制冷剂的分离实现在正常压缩机压力比条件下制取-40℃以下间室温度，克服现有冰箱不能在正常的压缩机压力比范围内制取-40℃以下间室温度的缺陷。使用时，本实施例的多温冰箱实现一种三温回路的制冷系统：压缩机1的高压排气口1A连接着冷凝器2，循环非共沸工质在冷凝器2中冷凝后经第一节流装置3节流得到较高蒸发温度(-10℃)后进入冷藏室蒸发器4为冷藏室提供冷量；带有一定干度的制冷剂进入气液分离器5进行气液分离，其中富含高沸点组分的液相部分经第二节流装置9节流得到第二级蒸发温度(-30℃)后进入冷冻室蒸发器11；富含低沸点组分的气相部分经冷凝蒸发器6冷凝成饱和或过冷液体经第三节流装置18节流获得第三级蒸发温度(-45℃)后进入速冻室蒸发器13。冷冻室蒸发器11出口制冷剂、速冻室蒸发器13出口制冷剂在冷凝蒸发器6前汇合，并在冷凝蒸发器6内蒸发后进入压缩机1。上述回路为一种新型三温回路，该回路能够在较小压比下实现三级蒸发温度(-10℃、-30℃、-45℃)分别为冷藏室22、冷冻室23及较小容积的速冻室24提供冷量，此时速冻室24能到达-40℃间室温度，每个间室都能够得到最佳换热温差，避免以往由于只有一级蒸发温度、前两级间室中传热温差大带来的有效能损失。
实施例二
如图5所示，本实施例与实施例一的不同之处在于：
所述气液分离器5的气相出口5A与所述冷凝蒸发器6的冷凝进口16之间设有第一切换装置7，气液分离器5的气相出口5A与第一切换装置7的进口端相连通；第一切换装置7的第一出口端7A与冷凝蒸发器6的冷凝进口16相连通，第一切换装置7的第二出口端7B通过第四节流装置8与压缩机1的吸气口1B相连通；所述冷冻室蒸发器11与所述冷凝蒸发器6的蒸发进口14之间设有第二切换装置12，冷冻室蒸发器11的出口与第二切换装置12的进口端相连通；第二切换装置12的第一出口端1 2A与冷凝蒸发器6的蒸发进口14相连通，第二切换装置12的第二出口端12B与速冻室蒸发器13的进口相连通。其中，所述第一、第二切换装置7、12均为两位三通阀；第四节流装置8为毛细管或减压阀。
第一切换装置7的设置使得气液分离器5的气相出口5A能够通过第一切换装置7选择连通冷凝蒸发器6的冷凝进口16或第四节流装置8；第二切换装置12的设置使得冷冻室蒸发器11的出口能够通过第二切换装置12选择连通冷凝蒸发器6的蒸发进口14或速冻室蒸发器13的进口。当气液分离器5的气相出口5A通过第一切换装置7的第一出口端7A连通冷凝蒸发器6的冷凝进口16、冷冻室蒸发器11的出口通过第二切换装置12的第一出口端12A连通冷凝蒸发器6的蒸发进口14时(即第一、第二切换装置7、12各自的第一出口端7A、12A打开、第二出口端7B、12B关闭时)，本实施例多温冰箱的制冷系统的工作过程同实施例一。当气液分离器5的气相出口5A通过第一切换装置7的第二出口端7B连通第四节流装置8、冷冻室蒸发器11的出口通过第二切换装置12的第二出口端7B连通速冻室蒸发器13的进口时，本实施例的多温冰箱实现一种双温回路的制冷系统，该回路可以获得两级蒸发温度(-10℃和-30℃)分别为冷藏室、冷冻室及空间较小的速冻室提供冷量，此时速冻室做冷冻室用，在不需要速冻功能时每个间室能够得到最佳换热温差，实现一定程度的节能。上述双温回路制冷系统的工作过程主要是：第一、第二切换装置7、12各自的第一出口端7A、12A关闭、第二出口端7B、12B打开，制冷压缩机1的高压排气口1A连接着冷凝器2，循环非共沸工质在冷凝器2中冷凝后经第一节流装置3第一次节流得到较高蒸发温度(-10℃)后进入冷藏室蒸发器4为冷藏室提供冷量，冷藏室蒸发器4出口具有一定干度的制冷剂进入气液分离器5进行气液分离，其中液相部分经第二节流装置9节流得到较低蒸发温度(-30℃)后依次流入冷冻室蒸发器11和速冻室蒸发器13并提供冷量；气相部分经第四节流装置8降压后与速冻室蒸发器13出口制冷剂混合进入压缩机1低压吸气口1B。
总之，由于设置了第一、第二切换装置7、12，本发明的多温冰箱的制冷系统可以在三温制冷系统和双温制冷系统之间切换，从而使用户能够根据有无速冻功能的需要来切换本发明的多温冰箱的制冷系统，使各蒸发器为每个冰箱间室(冷藏室、冷冻室和速冻室)提供最佳的换热温差，避免在不需要速冻功能时，冰箱间室温度过低造成能量的浪费。
实施例三
如图6所示，本实施例与实施例二的不同之处在于：所述冷藏室蒸发器4的进口和出口之间并联设有第一电磁阀19；所述冷冻室蒸发器11的进口与所述冷凝蒸发器6的蒸发进口14之间连通设有第二电磁阀21。
由于第一、第二电磁阀19、21的设置，在实现三温回路的制冷系统时，本实施例与实施例二有所不同：压缩机1的高压排气口1A连接着冷凝器2，循环非共沸工质在冷凝器2中冷凝后经第一节流装置3节流得到较高蒸发温度(-10℃)后分两路继续循环：一部分进入冷藏室蒸发器4为冷藏室提供冷量；另一部分制冷剂经旁通流路直接与冷藏室蒸发器4出口制冷剂汇合。汇合后带有一定干度的制冷剂进入气液分离器5进行气液分离，其中富含高沸点组分的液相部分经第二节流装置9节流得到第二级蒸发温度(-30℃)后分出一部分制冷剂进入冷冻室蒸发器11；富含低沸点组分的气相部分经冷凝蒸发器6冷凝成饱和或过冷液体经第三节流装置18节流获得第三级蒸发温度(-45℃)后进入速冻室蒸发器13。冷冻室蒸发器11出口制冷剂、速冻室蒸发器13出口制冷剂以及第二节流装置9后旁通的一部分制冷剂在冷凝蒸发器6前汇合，在冷凝蒸发器6内蒸发后进入压缩机1。
两个电磁阀19、21的设置，便于通过开、关电磁阀19、21以及调节电磁阀19、21的开启度来调节速冻室蒸发器13的制冷量，使速冻室蒸发器13的制冷量能够根据速冻室负荷的变化而调节。具体地说，速冻室24负荷增加时，调大两个电磁阀19、21的开启度使速冻室24得到的冷量增加；速冻室24负荷减小时，调小两个电磁阀19、21的开启度使速冻室24制冷量减小。

Claims (5)

1.一种多温冰箱，其制冷系统包括制冷剂和压缩机，压缩机排气口后的制冷剂管路上依次串连连通设有冷凝器、第一节流装置和冷藏室蒸发器，其特征在于：所述制冷剂为多元非共沸混合制冷剂；
所述冷藏室蒸发器的出口连通设有气液分离器，气液分离器的液相出口后的制冷剂管路上依次串联连通设有第二节流装置、冷冻室蒸发器和冷凝蒸发器，冷冻室蒸发器与冷凝蒸发器的蒸发进口相连通；
气液分离器的气相出口后的制冷剂管路上依次串联连通设有冷凝蒸发器、第三节流装置和速冻室蒸发器，气液分离器的气相出口与冷凝蒸发器的冷凝进口相连通，冷凝蒸发器的冷凝出口与第三节流装置相连通，速冻室蒸发器与冷凝蒸发器的蒸发进口相连通；
冷凝蒸发器的蒸发出口与压缩机吸气口相连通。
2.根据权利要求1所述的多温冰箱，其特征在于：所述气液分离器的气相出口与所述冷凝蒸发器的冷凝进口之间设有第一切换装置，气液分离器的气相出口与第一切换装置的进口端相连通；第一切换装置的第一出口端与冷凝蒸发器的冷凝进口相连通，第二出口端通过第四节流装置与压缩机的吸气口相连通；
所述冷冻室蒸发器与所述冷凝蒸发器的蒸发进口之间设有第二切换装置，冷冻室蒸发器的出口与第二切换装置的进口端相连通；第二切换装置的第一出口端与冷凝蒸发器的蒸发进口相连通，第二出口端与速冻室蒸发器的进口相连通。
3.根据权利要求1或2所述的多温冰箱，其特征在于：所述冷藏室蒸发器的进口和出口之间并联设有第一电磁阀；所述冷冻室蒸发器的进口与所述冷凝蒸发器的蒸发进口之间连通设有第二电磁阀。
4.根据权利要求2所述的多温冰箱，其特征在于：所述第一、第二切换装置均为两位三通阀。
5.根据权利要求2所述的多温冰箱，其特征在于：所述第一、第二、第三、第四节流装置均为毛细管或减压阀。
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