CN103411360B - 制冷系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于对目标空间进行制冷的制冷系统以及方法，例如用于冷藏车的制冷系统。该系统包括：压缩机；蒸发器；以及节流装置。使用中所述蒸发器的蒸发温度能够根据目标空间的设定的目标温度进行设定和调节。由此蒸发温度不固定，尽可能靠近所需要的箱内温度目标值，通过小温差换热的方式，实现较高的系统能效，并且在单蒸发器机组上可以实现两个(多个)蒸发温度，适应不同食品的冷藏需求。

Description

制冷系统和方法
技术领域
本发明涉及一种制冷系统和方法。
背景技术
现有的冷藏车制冷系统中蒸发温度是固定的，不能随冷藏车车厢的设定温度而变化。目前的冷藏车设定温度可以从+30℃到-30℃，但制冷系统的设计仍然停留在固定蒸发温度的传统设计上，蒸发温度不能随设定温度自动调节。例如：大型冷藏车在运输冰淇淋等冷冻食品时，其蒸发温度往往在-30℃以下；但在运输蔬菜水果等冷藏食品时，即使采用压力调节阀和卸载措施，这样的蒸发温度仍然会引起脱水干燥、冻伤等问题，影响食品风味、营养和口感。
参见图4，现有的用于冰箱、空调、冷藏车、冷库等的制冷系统中，在稳定状态下，吸气过热度是固定的，由此电子膨胀阀的开度也是固定的。这时如果改变设定温度，控制系统也只是发现设定温度和实测温度差值变了，它会一直进行比较(压缩机一直在运行)，直到认为达到目标时，压缩机停机。
发明内容
本发明的目的是提供一种制冷系统和方法，该制冷系统和方法可以调节蒸发温度，由此适应不同品种食品的冷藏需求。
本发明的另一个目的是提供一种制冷系统，该制冷系统通过采用多个热力膨胀阀或一个电子膨胀阀，在单蒸发器上可以实现多个蒸发温度，由此解决蒸发温度不能随设定温度而变化的问题。
根据本发明的一方面，本发明提供了一种用于对目标空间进行制冷的制冷系统，该制冷系统包括：压缩机；蒸发器；以及节流装置，其中使用中所述蒸发器的蒸发温度能够根据目标空间的设定的目标温度进行调节。
根据本发明的一方面，所述制冷系统设置在冷藏车中，并且所述目标空间是冷藏车的车厢内的空间。
根据本发明的一方面，所述蒸发器的蒸发温度根据目标空间的设定的目标温度以及蒸发器与目标空间之间的传热温差进行调节，由此使所述蒸发器的蒸发温度比目标温度低预定值。
根据本发明的一方面，所述节流装置的开度根据所述蒸发器的调节后的蒸发温度设定为预定开度，以实现蒸发器的调节后的蒸发温度。
根据本发明的一方面，所述节流装置是电子膨胀阀。
根据本发明的一方面，所述蒸发器的蒸发温度设定为比目标空间的目标温度低6℃至10℃。
根据本发明的一方面，所述节流装置包括多个并联的热力膨胀阀，多个并联的热力膨胀阀与蒸发器串联连接，并根据所述蒸发器的蒸发温度，确定所述多个热力膨胀阀中的开启的热力膨胀阀的数量。
根据本发明的一方面，所述多个热力膨胀阀是两个热力膨胀阀，当所述系统处于冷藏模式时同时开启两个热力膨胀阀，并且当所述系统处于冷冻模式时开启两个热力膨胀阀中的一个。
根据本发明的一方面，当所述系统处于冷藏模式时所述蒸发器的蒸发温度设定为-10℃至-6℃，并且当所述系统处于冷冻模式时所述蒸发器的蒸发温度设定为-30℃至-26℃。
根据本发明的另一方面，本发明提供了一种用于利用制冷系统对目标空间进行制冷的制冷方法，所述制冷系统包括蒸发器以及节流装置，所述方法包括如下步骤：设定目标空间的目标温度；以及根据设定的目标空间的目标温度调节蒸发器的蒸发温度，使所述蒸发器的蒸发温度比目标温度低预定值。
根据本发明的一方面，所述蒸发器的蒸发温度设定为比目标空间的目标温度低6℃至10℃。
根据本发明的一方面，当所述系统处于冷藏模式时所述蒸发器的蒸发温度设定为-10℃至-6℃，并且当所述系统处于冷冻模式时所述蒸发器的蒸发温度设定为-30℃至-26℃。
根据本发明的一方面，所述制冷方法还包括：根据所述蒸发器的调节后的蒸发温度将所述节流装置的开度设定为预定开度，以实现蒸发器的调节后的蒸发温度。
根据本发明的技术方案，蒸发温度不固定，尽可能靠近所需要的温度目标值，通过小温差换热的方式，实现较高的系统能效，并且在单蒸发器上可以实现两个(多个)蒸发温度，适应不同食品的冷藏需求。
附图说明
图1是根据本发明实施例的制冷系统的示意图，其中采用单蒸发器和双热力膨胀阀；
图2是根据本发明另一个实施例的制冷系统的示意图，其中采用多个蒸发器；
图3是根据本发明又一个实施例的制冷系统的示意图，其中采用电子膨胀阀；
图4是现有的制冷系统的制冷方法的流程度；以及
图5是根据本发明的实施例的制冷系统的制冷方法的流程度。
具体实施方式
参见图1至3，根据本发明的实施例的用于对目标空间进行制冷的制冷系统10、10′、10″包括压缩机11、冷凝器12、蒸发器13、诸如膨胀阀的节流装置15、15′、连接各个组成部件的管路16以及控制器(未示出)。使用中，蒸发器13的蒸发温度可以根据目标空间的设定的目标温度和／或蒸发器与目标空间之间的传热温差(例如6-10℃)进行设定和调节，由此使蒸发器13的蒸发温度比目标温度低预定值。节流装置15、15′的开度根据所述蒸发器的调节后的蒸发温度设定为预定开度，以实现蒸发器的调节后的蒸发温度。蒸发器13的蒸发温度可以设定为比目标空间的目标温度低6℃至10℃。本发明的制冷系统在使用中蒸发温度能够调节和设定，与传统固定蒸发温度、大温差换热系统的不同之处在于，蒸发温度不固定，尽可能靠近所需要的目标空间的温度目标值，通过小温差换热的方式，实现较高的系统能效。
制冷系统10、10′、10″可以设置在冷藏车中，并且目标空间可以是冷藏车的车厢内的空间。此外，制冷系统10、10′、10″也可以设置在其它设备上，用于对目标空间进行冷却，例如可以设置在冰箱、冷藏柜等设备中。
在图3所示的实施例中，节流装置15’可以是电子膨胀阀151。例如，对于冷藏车，本发明中，以蒸发温度或(诸如冷藏车车厢内的空间的)目标空间的温度为控制目标，系统运行前，根据冷藏车运输的货物种类，先设定一个蒸发器13的蒸发温度的控制目标，电子膨胀阀151有一个初始开度，然后根据实时监测的冷藏车箱内的温度，控制器向电子膨胀阀151发出开大或关小的指令，自动控制进入蒸发器13的流量，调节蒸发温度，从而实现控制箱内温度的目的。
在图1所示的实施例中，节流装置15包括多个并联的热力膨胀阀152。此外，每一个热力膨胀阀152都与一个截止阀153串联连接，由此可以切断通向相应的热力膨胀阀152的管路。作为选择，也可以采用其它的电磁阀来选择性地连接通向各个热力膨胀阀152的管路。如图1所示，多个并联的热力膨胀阀152与蒸发器13串联连接，并根据所述蒸发器的蒸发温度，确定多个热力膨胀阀152中的开启的热力膨胀阀152的数量。图2中示出了两个热力膨胀阀152的实施例。例如，当系统处于冷藏模式时同时开启两个热力膨胀阀152，并且当系统处于冷冻模式时开启两个热力膨胀阀152中的一个。作为示例，当系统处于冷藏模式时蒸发器13的蒸发温度设定为-10℃至-6℃，并且当系统处于冷冻模式时蒸发器13的蒸发温度设定为-30℃至-26℃。对于冷藏模式，箱内温度可以设定为0℃左右，同时开启两个热力膨胀阀152，实现相对较高的蒸发温度(例如，-10℃左右至-6℃左右)。对于冷冻模式，箱内温度可以设定为-20℃左右，只开启一个热力膨胀阀152，实现相对较低的蒸发温度(例如，-30℃左右至-26℃左右)。
上述两个或多个热力膨胀阀152可以是相同的热力膨胀阀152，或者可以采用不同大小的热力膨胀阀，实现多个不同的蒸发温度。
如图2所示，根据本发明的系统也可以包括多个蒸发器13。
如图4所示，现有的制冷方法中，在设定目标空间的目标温度后，例如设定冷藏车车厢内的空间的目标温度后，控制器首先判断箱内温度是否达到设定温度，如果达到设定温度，压缩机停机，如果没有达到设定温度，压缩机继续运转，以吸气过热度为控制目标，对电子膨胀阀开度进行调节。
下面参照图5描述根据本本发明的制冷方法。
首先，设定目标空间的目标温度。例如，设定冷藏车车厢内的空间的目标温度。
然后，根据设定的目标空间的目标温度和／或蒸发器与目标空间之间的传热温差调节蒸发器的蒸发温度，使所述蒸发器的蒸发温度比目标温度低预定值。
之后，根据所述蒸发器的调节后的蒸发温度将所述节流装置的开度设定为预定开度。
此后的运行方式与现有的制冷系统的运行方式相同。
根据本发明的非固定蒸发温度制冷系统，在采用电子膨胀阀的情况下，如果改变设定温度，控制系统首先会按照蒸发器与目标空间之间的传热温差(例如采用经验值)，重新计算出预定的、新的蒸发温度。然后，控制系统在没有检测过热度的情况下，首先调节电子膨胀阀的开度或膨胀阀的数量，改变蒸发压力和蒸发温度，实现新的蒸发温度。新的蒸发压力和蒸发温度实现后，按照过热度大小，维持新的蒸发温度。
本发明通过采用两个(多个)热力膨胀阀或一个电子膨胀阀，在单蒸发器中，根据设定温度确定制冷系统的最高蒸发温度，并配以相应的制冷剂流量来实现该蒸发温度，既可以满足不同品种食品冷藏运输中的温度、水分和新鲜度的要求，也可以使系统能效处于较高水平。在单蒸发器机组上可以实现两个(多个)蒸发温度，适应不同食品的冷藏需求。有助于提高系统能效，节能减排。
本发明中，两个(或多个)蒸发温度可以通过两个(或多个)热力膨胀阀或一个电子膨胀阀来实现。其优点是采用一个较小的发动机可以同时满足两种制冷模式，而不是采用一个较大的发动机，在冷藏模式下全开而在冷冻模式下部分待机。同时在冷藏模式下可以实现较高的系统能效，这样可以节省燃料并减少排放。

Claims (11)

1.一种用于对目标空间进行制冷的制冷系统，包括：
蒸发器；以及
节流装置，
其中使用中所述蒸发器的蒸发温度能够根据目标空间的设定的目标温度进行调节，
所述节流装置包括多个并联的热力膨胀阀，多个并联的热力膨胀阀与蒸发器串联连接，并根据所述蒸发器的蒸发温度，确定所述多个热力膨胀阀中的开启的热力膨胀阀的数量。
2.根据权利要求1所述的制冷系统，其中
所述制冷系统设置在冷藏车中，并且所述目标空间是冷藏车的车厢内的空间。
3.根据权利要求1所述的制冷系统，其中
所述蒸发器的蒸发温度根据目标空间的设定的目标温度以及蒸发器与目标空间之间的传热温差进行调节，由此使所述蒸发器的蒸发温度比目标温度低预定值。
4.根据权利要求1所述的制冷系统，其中
所述节流装置的开度根据所述蒸发器的调节后的蒸发温度设定为预定开度，以实现蒸发器的调节后的蒸发温度。
5.根据权利要求1或4所述的制冷系统，其中
所述节流装置是电子膨胀阀。
6.根据权利要求1或4所述的制冷系统，其中
所述蒸发器的蒸发温度设定为比目标空间的目标温度低6℃至10℃。
7.根据权利要求1所述的制冷系统，其中
所述多个热力膨胀阀是两个热力膨胀阀，当所述系统处于冷藏模式时同时开启两个热力膨胀阀，并且当所述系统处于冷冻模式时开启两个热力膨胀阀中的一个。
8.根据权利要求7所述的制冷系统，其中
当所述系统处于冷藏模式时所述蒸发器的蒸发温度设定为-10℃至-6℃，并且当所述系统处于冷冻模式时所述蒸发器的蒸发温度设定为-30℃至-26℃。
9.一种用于利用制冷系统对目标空间进行制冷的制冷方法，所述制冷系统包括蒸发器以及节流装置，
所述方法包括如下步骤：
设定目标空间的目标温度；以及
根据设定的目标空间的目标温度调节蒸发器的蒸发温度，使所述蒸发器的蒸发温度比目标温度低预定值，
当所述系统处于冷藏模式时所述蒸发器的蒸发温度设定为-10℃至-6℃，并且当所述系统处于冷冻模式时所述蒸发器的蒸发温度设定为-30℃至-26℃。
10.根据权利要求9所述的制冷方法，其中
所述蒸发器的蒸发温度设定为比目标空间的目标温度低6℃至10℃。
11.根据权利要求9所述的制冷方法，还包括：
根据所述蒸发器的调节后的蒸发温度将所述节流装置的开度设定为预定开度，以实现蒸发器的调节后的蒸发温度。
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