CN105698424B - 一种超低温制冷方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超低温制冷的单冷分体式空调器的超低温制冷方法。单冷分体式空调器包括蒸发器、压缩机、冷凝器、旁通用电子膨胀阀一、分压用毛细管、储液罐。当室外温度＞15℃时，通过调节室外冷凝器的风扇转速维持冷凝侧的冷媒循环的系统循环压力；当室外温度处于‑40～15℃的制冷温度时，通过调节电子膨胀阀一的开度，将压缩机排气的过热蒸汽冷媒直接旁通到储液罐之前，与经过室外冷凝器换热的低温液态冷媒量混合，变为高温的两相态冷媒。本发明通过一种连续可调的方式降低冷凝器管内换热强度来维持冷凝侧的系统循环压力，从而保持制冷系统正常的冷媒循环，达到在超低室外环境温度的情况下仍能进行正常制冷。

Description

一种超低温制冷方法
技术领域
本发明涉及一种制冷方法，尤其涉及一种超低温制冷方法。
背景技术
在某些使用场景，不管室外温度如何(是50℃的高温，还是-40℃的低温)，均需对室内环境进行制冷处理。
目前市场上针对低温制冷主要有如下两种处理方案。
一、通过降低冷凝器管外换热强度来维持冷凝侧的系统循环压力，从而保持制冷系统正常的冷媒循环，达到在超低室外环境温度的情况下仍能进行正常制冷。即：通过降低室外风扇转速来降低室外换热强度。
但该方案存在缺陷：1、由于电机特性的原因，室外风扇转速不可能无限制的降低；2、在低室外风扇转速情况下，风扇的风压较小，室外不同风向时的冷凝侧换热强度差异大；3、室外风扇为0时，存在高压压力超压的安全风险；4、该方案的最低室外环境温度一般在-15～-5℃。
二、通过开关的方式来降低冷凝器管内换热强度来维持冷凝侧的系统循环压力，从而保持制冷系统正常的冷媒循环，达到在超低室外环境温度的情况下仍能进行正常制冷。
但该方案存在缺陷：1、由于采用电磁阀开关的方式调节冷凝器管内换热强度来维持冷凝侧的系统循环压力，制冷系统存在压力波动，压缩机的负载、室内获取的制冷量也相应波动；2、该方案主要用于冷冻冷藏系统；3、该方案适合于定速机的制冷系统，针对变频压缩机存在调节流量过大的缺陷。4、针对定速机，该方案的最低室外环境温度可达-40℃。
发明内容
为解决传统的技术问题，本发明提供一种超低温制冷方法，其为能在低室外环境温度(-40℃)下正常制冷。
本发明的解决方案是：一种超低温制冷方法，其应用于一种超低温制冷的单冷分体式空调器中，单冷分体式空调器包括安装于室内的蒸发器、安装于室外的压缩机与冷凝器、旁通用电子膨胀阀一、分压用毛细管、储液罐；压缩机、冷凝器、蒸发器形成冷媒循环；储液罐串接在冷凝器与蒸发器之间，毛细管串接在储液罐与冷凝器之间；电子膨胀阀一并接在串接后的毛细管与冷凝器上；该超低温制冷方法为：
当室外温度＞15℃时，通过调节室外冷凝器的风扇转速维持冷凝侧的冷媒循环的系统循环压力；
当室外温度处于-40～15℃的制冷温度时，通过调节电子膨胀阀一的开度，将压缩机排气的过热蒸汽冷媒直接旁通到储液罐之前，与经过室外冷凝器换热的低温液态冷媒量混合，变为高温的两相态冷媒。
作为上述方案的进一步改进，该单冷分体式空调器还包括回热器；液态冷媒从储液罐出来后通过回热器再接至蒸发器，从蒸发器出来后再经过回热器到压缩机。
作为上述方案的进一步改进，该单冷分体式空调器还包括油分离器、单向阀、油分毛细管；气态冷媒经压缩机压缩后进入油分离器分离成伴有润滑油的气态冷媒和已分离出润滑油的气态冷媒，伴有润滑油的气态冷媒再经油分毛细管回到压缩机的吸气口重新进入压缩机；已分离出润滑油的气态冷媒从油分离器排出经过单向阀进入冷凝器。
作为上述方案的进一步改进，该单冷分体式空调器还包括至少一个节流元件、至少一个截止阀，该节流元件、该截止阀均串接在冷媒循环中。
进一步地，该截止阀包括液阀，液阀串接在储液罐与蒸发器之间。
进一步地，该节流元件串接在储液罐与蒸发器之间，该节流元件包括电子膨胀阀二、热力膨胀阀、毛细管、节流孔板中的至少一种。
进一步地，该单冷分体式空调器还包括回热器；液态冷媒从储液罐出来后通过回热器再接至蒸发器，从蒸发器出来后再经过回热器到压缩机；回热器位于该节流元件与储液罐之间。
进一步地，该截止阀包括气阀，气阀串接在压缩机与蒸发器之间。
作为上述方案的进一步改进，电子膨胀阀一、分压用毛细管、储液罐安装于室外。
本发明通过一种连续可调的方式降低冷凝器管内换热强度来维持冷凝侧的系统循环压力，从而保持制冷系统正常的冷媒循环，达到在超低室外环境温度的情况下仍能进行正常制冷。因此，具备以下有益效果：1.连续稳定地保持冷凝侧压力，制冷系统运行稳定；2.适用于变频压缩机和定速压缩机等不同的制冷系统；3.宽范围的室外环境温度(-40～55℃)均可进行调节。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的单冷分体式空调器的结构示意图。
图2是本发明实施例2提供的单冷分体式空调器的结构示意图。
图3是本发明实施例3提供的单冷分体式空调器的结构示意图。
图4是本发明实施例4提供的单冷分体式空调器的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
请参阅图1，本发明的单冷分体式空调器能超低温制冷，包括压缩机1、冷凝器5、蒸发器2、旁通用电子膨胀阀一3、分压用毛细管4、储液罐6、至少一个节流元件、至少一个辅助器件、至少一个截止阀。压缩机1、冷凝器5、蒸发器2形成冷媒循环。
节流元件、辅助器件、截止阀可以根据实际情况设置，节流元件可包括电子膨胀阀、热力膨胀阀、毛细管、节流孔板等形式，辅助器件可包括压力传感器Pc、温度计Tcc等，截止阀可包括液阀、气阀等。在本实施例中，节流元件包括电子膨胀阀二13，辅助器件包括压力传感器Pc、温度计Tcc、Tc、To、Td、 Ts、Tii、Te、Tio等，截止阀包括液阀7、气阀12。
压缩机1、冷凝器5构成室外机的主体框架，蒸发器2为室内机的主体框架。室外机安装在室外，室内机安装在室内。蒸发器2安装在室内，压缩机1 与冷凝器5安装于室外，电子膨胀阀一3、分压用毛细管4、储液罐6、液阀7、电子膨胀阀二13、气阀12尽量安装在室外。辅助器件可根据实际需要进行灵活性安装。在本实施例中，旁通用电子膨胀阀3、分压用毛细管4、储液罐6、液阀7、电子膨胀阀二 13、气阀12作为室外机的一部分而安装在室外。
储液罐6串接在冷凝器5与蒸发器2之间，毛细管4串接在储液罐6与冷凝器5之间；电子膨胀阀一3并接在串接后的毛细管4与冷凝器5上。液阀7、电子膨胀阀二13均串接在储液罐6与蒸发器2之间，气阀12串接在压缩机1 与蒸发器2之间。
该单冷分体式空调器的超低温制冷方法包括以下方式。
当室外温度为正常的制冷温度(＞15℃)时，通过调节室外换热器即冷凝器5的风扇转速维持冷凝侧的系统循环压力，从而保持制冷系统正常的冷媒循环，达到在室外环境常温的情况下的正常制冷。此时储液罐6内的冷媒处于较低的温度，一般处于过冷状态。
当室外温度为远低于正常的制冷温度(-40～15℃)时，通过调节室外换热器的风扇转速已无法维持冷凝侧的系统循环压力(系统压力偏低)，此时调节旁通用电子膨胀阀一3的开度，将压缩机1排气的过热蒸汽冷媒直接旁通到储液罐6之前，与经过室外换热器换热的低温液态冷媒量混合，变为高温的两相态冷媒，从而导致储液罐6也处于两相态，将储存于储液罐6内的液态冷媒“驱赶”出来参与到制冷系统的循环中来，这部分多余的冷媒最终会迁移到室外换热器中，将原有的两相区转变为过冷区，这样就占用了室外换热器的有效换热面积，降低了室外换热强度，提高了冷凝侧的系统循环压力(可通过压力传感器Pc获得冷凝压力或通过温度传感器Tcc获得冷凝温度)，从而保持制冷系统正常的冷媒循环，达到在超低室外环境温度的情况下仍能进行正常制冷。
因此，本发明能通过一种连续可调的方式降低冷凝器管内换热强度来维持冷凝侧的系统循环压力，从而保持制冷系统正常的冷媒循环，达到在超低室外环境温度的情况下仍能进行正常制冷。
故，本发明具备以下有益效果：1.连续稳定地保持冷凝侧压力，制冷系统运行稳定；2.适用于变频压缩机和定速压缩机等不同的制冷系统；3.宽范围的室外环境温度(-40～55℃)均可进行调节。
实施例2
请参阅图2，实施例2的单冷分体式空调器与实施例1的单冷分体式空调器基本相同，其区别在于：实施例2的单冷分体式空调器还包括回热器8。液态冷媒从储液罐6出来后通过回热器8再接至蒸发器2，从蒸发器2出来后再经过回热器8到压缩机1。
也就是说，在应用示例一基础上增加回热器8(在储液罐6和节流元件之间)。储液罐6出口的液态冷媒接近于饱和状态，为保证系统更加稳定的运行，通过回热器8，储液罐6出口的接近的饱和液态冷媒与压缩机1吸气侧的冷媒进行换热，增加节流元件进口的过冷度，以使系统更加稳定的运行。
实施例3
请参阅图3，实施例3的单冷分体式空调器与实施例1的单冷分体式空调器基本相同，其区别在于：实施例3的单冷分体式空调器还包括油分离器9、单向阀10、油分毛细管11。气态冷媒经压缩机1压缩后进入油分离器9分离成伴有润滑油的气态冷媒和已分离出润滑油的气态冷媒，伴有润滑油的气态冷媒再经油分毛细管11回到压缩机1的吸气口重新进入压缩机1；已分离出润滑油的气态冷媒从油分离器9排出经过单向阀10进入冷凝器5。
在应用示例一基础上增加油分离器9、单向阀10(当节流元件为电子膨胀阀时才有)和油分毛细管11(在压缩机1和室外换热器之间)。气态冷媒经压缩机1压缩成为高温高压的冷媒，携带少量润滑油排出，然后进入油分离器9，经过油分离器9分离将大部分的润滑油分离出来，经油分毛细管回到压缩机1 的吸气口重新进入压缩机1；而已被分离出润滑油的气态高压冷媒从油分排出经过单向阀10进入室外换热器；从而保证润滑油尽可能少的滞留在换热器和后续管路中，保证了系统长联管、大冷媒量的可靠性。后续的循环如示例一描述。
单向阀10的主要作用：在压缩机1停机状态，节流元件(电子膨胀阀二 13)处于关闭状态，可将系统的绝大部分冷媒长时间地锁定在单向阀10和节流元件(电子膨胀阀二13)之间，可保证系统再次开机的可靠性。
实施例4
请参阅图4，实施例4的单冷分体式空调器与实施例1的单冷分体式空调器基本相同，其区别在于：实施例4的单冷分体式空调器还包括实施例2的回热器8和实施例3的油分离器9、单向阀10、油分毛细管11。也就是说，实施例4是实施例2与实施例3的组合。该应用示例集合应用示例二、三优点。在应用示例一基础上增加回热器8(在储液罐6和节流元件的电子膨胀阀二13之间)，增加油分离器9、单向阀10(当节流元件为电子膨胀阀二13时才有)和油分毛细管11(在压缩机1和室外换热器之间)。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种超低温制冷方法，其应用于一种超低温制冷的单冷分体式空调器中，所述单冷分体式空调器包括安装于室内的蒸发器(2)、安装于室外的压缩机(1)与冷凝器(5)、旁通用电子膨胀阀一(3)、分压用毛细管(4)、储液罐(6)；压缩机(1)、冷凝器(5)、蒸发器(2)形成冷媒循环；储液罐(6)串接在冷凝器(5)与蒸发器(2)之间，毛细管(4)串接在储液罐(6)与冷凝器(5)之间；电子膨胀阀一(3)并接在串接后的毛细管(4)与冷凝器(5)上；其特征在于：该超低温制冷方法为：
当室外温度＞15℃时，通过调节室外冷凝器(5)的风扇转速维持冷凝侧的冷媒循环的系统循环压力；
当室外温度处于-40～15℃的制冷温度时，通过调节电子膨胀阀一(3)的开度，将压缩机(1)排气的过热蒸汽冷媒直接旁通到储液罐(6)之前，与经过室外冷凝器(5)换热的低温液态冷媒量混合，变为高温的两相态冷媒。
2.如权利要求1所述的超低温制冷方法，其特征在于：该单冷分体式空调器还包括回热器(8)；液态冷媒从储液罐(6)出来后通过回热器(8)再接至蒸发器(2)，从蒸发器(2)出来后再经过回热器(8)到压缩机(1)。
3.如权利要求1或2所述的超低温制冷方法，其特征在于：该单冷分体式空调器还包括油分离器(9)、单向阀(10)、油分毛细管(11)；气态冷媒经压缩机(1)压缩后进入油分离器(9)分离成伴有润滑油的气态冷媒和已分离出润滑油的气态冷媒，伴有润滑油的气态冷媒再经油分毛细管(11)回到压缩机(1)的吸气口重新进入压缩机(1)；已分离出润滑油的气态冷媒从油分离器(9)排出经过单向阀(10)进入冷凝器(5)。
4.如权利要求1所述的超低温制冷方法，其特征在于：该单冷分体式空调器还包括至少一个节流元件、至少一个截止阀，该节流元件、该截止阀均串接在冷媒循环中。
5.如权利要求4所述的超低温制冷方法，其特征在于：该截止阀包括液阀(7)，液阀(7)串接在储液罐(6)与蒸发器(2)之间。
6.如权利要求4所述的超低温制冷方法，其特征在于：该节流元件串接在储液罐(6)与蒸发器(2)之间，该节流元件包括电子膨胀阀二(13)、热力膨胀阀、毛细管、节流孔板中的至少一种。
7.如权利要求4所述的超低温制冷方法，其特征在于：该单冷分体式空调器还包括回热器(8)；液态冷媒从储液罐(6)出来后通过回热器(8)再接至蒸发器(2)，从蒸发器(2)出来后再经过回热器(8)到压缩机(1)；回热器(8)位于该节流元件与储液罐(6)之间。
8.如权利要求4所述的超低温制冷方法，其特征在于：该截止阀包括气阀(12)，气阀(12)串接在压缩机(1)与蒸发器(2)之间。
9.如权利要求1所述的超低温制冷方法，其特征在于：电子膨胀阀一(3)、分压用毛细管(4)、储液罐(6)安装于室外。
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