CN105745503B - 单回路制冷器具 - Google Patents

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Abstract

一种单回路制冷器具，该单回路制冷器具具有绝热的壳体(15)和制冷剂回路，在所述制冷剂回路中，下述部件在压缩机(1)的压力连接部(2)与抽吸连接部(3)之间串联连接：冷凝器(5)，第一节流点(6)，第一蒸发器(7)，所述第一蒸发器(7)用于冷却形成在所述壳体(15)中的第一储存格(12)，第二节流点(8)，第二蒸发器(9)，所述第二蒸发器(9)用于冷却形成在所述壳体(15)中的第二储存格(13)。所述第二节流点(8)具有可调的体积流率。

Description

单回路制冷器具
技术领域
本发明涉及一种具有两个储存格的单回路制冷器具，这两个储存格可以相互独立地温度控制。
背景技术
在单回路制冷器具中，压缩机、冷凝器和常规的两个储存格的蒸发器在制冷剂回路中串联连接，以使得由压缩机循环的制冷剂的全部流量相继流过两个蒸发器。
可获取的冷却功率在储存格的蒸发器之间的分配在这样的单回路制冷器具中通常被蒸发器的几何形状和布置固定地预设。然而，器具的总制冷需求中的各储存格的份额会根据环境温度发生变化。如果这样制冷器具在比其优化所针对的环境温度低的环境温度下运行，那么温度较高的储存格的制冷需求与温度较低的储存格的制冷需求相比程度更强地成比例地降低，由此，如果压缩机的运行是基于温度较高的储存格的制冷需求来控制的话，那么温度较低的储存格不再被足够地冷却。相反地，如果压缩机的运行是基于温度较低的储存格的制冷需求来控制的话，那么会导致温度较高的储存格被过度冷却。该问题的已知解决方式是在温度较高的储存格中设置加热器，该加热器在器具于较冷的环境中运行的过程中接通，从而人工增加温度较高的储存格的制冷需求并且由此确保压缩机运行时间足以将温度较低的储存格保持在额定温度下。明显的是，这样的加热器严重损坏了制冷器具的能量效率。
双回路制冷器具允许制冷器具的两个储存格的温度彼此独立地调节。在这些器具中，制冷剂管包括两个支路，其中，制冷剂可以通过这些支路中的一个施加至两个蒸发器中的仅仅一个，并且另一个蒸发器或两个蒸发器通过另一支路被串联地供以制冷剂。所需的分支使得制冷剂回路显著地更加复杂并且导致比单回路制冷器具更高的制造成本。
对于无霜制冷器具，能够通过通风装置来调节蒸发器与储存格之间的换热，从而控制储存格之间的冷却功率的分配。通风装置的使用也增加了器具的复杂性和制造成本；此外，如果蒸发器和所关联的储存格之间的换热由于通风装置的断电而被阻挡，那么所述蒸发器会建立非常低的温度，这同样会影响器具的能量效率。
发明内容
由此，本发明的目的在于提供一种单回路制冷器具，该单回路制冷器具允许两个储存格的温度彼此独立地调节，而无需为此加热储存格中的一个。
该目的是通过下述方式实现的：在具有绝热壳体和制冷剂回路的单回路制冷器具的情况下，在压缩机的压力连接部与抽吸连接部之间，冷凝器、第一节流点、用于冷却形成在壳体中的第一储存格的第一蒸发器、第二节流点和用于冷却形成在壳体中的第二储存格的第二蒸发器串联连接，第二节流点具有可调的体积流率。体积流率的可调节性允许根据相关的储存格所需的温度，而在压缩机的运行过程中在两个蒸发器中设置不同的压力，并且也由此允许在两个蒸发器中具有不同的制冷剂蒸发温度。
该解决方案尤其用在冷壁器具中并且由此能够得到高能效且具有成本效益的制冷器具。
控制电路可以连接至布置在第一储存格上的第一温度传感器并连接至第二节流点并且设置成如果第一储存格中需要冷却的话则增加第二节流点的体积流率。通过增加体积流率，使得第一蒸发器中的制冷剂的压力降低并且由此导致的较低的蒸发器温度使得第一储存格被更高强度地冷却。
相反地，控制电路可以连接至布置在第二储存格上的第二温度传感器并且设置成如果第二储存格中需要冷却的话则降低第二节流点的体积流率。这会导致第一蒸发器上的压力以及温度上升，从而使得第一蒸发器从第一储存格吸收较少的热量并且可获取的冷却功率的更大的份额可以被用来冷却第二储存格。
如果两个储存格中均存在制冷需求，那么控制电路应当能够通过增加速度调节式压缩机的转速来提供更多的冷却功率。
在最大打开状态下，第二节流点的体积流率可以大于第一节流点的体积流率。由此，如果第二节流点处于最大打开状态的话，那么由压缩机建立的压力基本上全部在第一节流点处降低，并且两个蒸发器之间的压差较小以使得可以在两个储存格中保持基本上相同的温度。
由于下游蒸发器中压力不可能高于上游第一蒸发器，因此第二储存格被方便地构造成用于比第一储存格更低的运行温度。特别地，至少第二储存格应当可以运行为冷冻格。可以根据第二节流点的设定，来使得第一储存格同样用作冷冻格或者用于更高的温度。
相反地，至少第一储存格应当可以运行为常规冷藏格，但是这并没有排除它可以在第二节流点相应地设置时在更低的温度下使用。
为了最小化由制冷器具产生的运行噪音，第二节流点应当包括连续阀。由于不同的流通截面可以在这样的阀上恒定地设置，因此可以在压缩机运行过程中最小化制冷剂的压力波动，从而允许由制冷器具产生的噪音整体保持较低。
附图说明
本发明的其它特征和优点将从下文参考附图的示例性实施例的说明中呈现，在附图中：
图1示出根据本发明的制冷器具的制冷剂回路的示意图；并且
图2示出制冷器具的壳体的示意性剖视图。
具体实施方式
图1所示的制冷剂回路包括速度调节式压缩机1，该速度调节式压缩机1具有压力连接部2和抽吸连接部3。从压力连接部2延伸出的制冷剂管4沿着制冷剂的循环方向首先经由冷凝器5和第一节流点6(第一节流点6在此如标准的那样实施为毛细管)延伸向第一蒸发器7。第二可调节流点8位于蒸发器7的出口连接部与第二蒸发器9的入口连接部之间。蒸发器9的出口连接部连接至压缩机1的抽吸连接部3。
两个温度传感器10、11布置在由蒸发器7或9冷却的储存格12、13内并且连接至控制单元14，所述控制单元14基于由温度传感器10、11检测到的温度控制压缩机1的转速和节流点8的体积流率。
在第一运行模式中，控制单元14连续地比较由温度传感器10、11检测到的温度与储存格12、13的额定温度，所述额定温度可以被用户以常规的方式设定。如果在储存格12、13中的一个中检测到的温度显著超过所设定的额定温度一预设值ε以上，那么控制单元14就会确定出相关的储存格的制冷需求。该确定结果一直存在直至在所述相关的格中所测得的温度下降至比所述相关的格的额定温度低ε以上。
例如，如果确定出储存格12存在制冷需求并且储存格13没有制冷需求，那么控制单元14就会使节流点8的体积流率增加一预设的增量，从而使节流点8处的压降降低并且使节流点6处的压降增加。蒸发器7中的压力降低，由此蒸发器7中的制冷剂的沸点温度也降低并且储存格12被更高强度地冷却。由于压缩机1的功率没有改变，因此在蒸发器9上可获得的冷却功率会相应地降低。
所述增量可以被固定地预设、或者被控制单元14、与测得的温度相对于相关的储存格的额定温度的偏差成正比地设置。如果在调节节流点8后的若干分钟内确定出温降，那么节流点8的调节是明确足够的；如果没有确定出温降，那么再次增加体积流率。
如果由此储存格13升温并且它的温度比该格的设定值高ε以上，那么控制单元14就确定出在储存格13中需要冷却。该确定结果也一直存在直至储存格13中的温度下降至比设定值低至少ε。
如果储存格13中需要冷却但储存格12不需要冷却，那么控制单元14就通过降低节流点8的体积流率来做出响应。由此，蒸发器7中压力升高并且蒸发器9中压力下降。由此，蒸发器7中的蒸发温度提高并且从储存格12吸收相对更少的热量，以使得更大份额的制冷剂以液体状态到达蒸发器9。由此，通过牺牲对储存格12的冷却，以使得有更多的冷却功率来冷却储存格13。
如果压缩机1的转速总体足以将两个格12、13保持在它们的额定温度，那么高强度冷却格12的阶段和高强度冷却格13的阶段会交替进行。如果存在格12和格13均没有制冷需求的较长的时间间隔，那么表明压缩机1的功率大于冷却格12、13所需的功率，并且在这种情况下，使压缩机1的转速缓慢且小梯级地下降以找到这样的设定值：在该设定值下压缩机1的功率尽可能精确地对应于格12、13的制冷需求。
格12、13的同时制冷需求表明压缩机1的功率不足以将格12、13保持在额定温度下，由此，在这种情况下，控制单元14使压缩机1的转速缓慢且梯级地增加，直至储存格12、13中的一个不再存在制冷需求。
在静态条件下，确定存在或不存在制冷需求时的前述假设使得储存格12、13分别趋于具有阶段错开(phasenversetzt)的制冷需求。压缩机1由此可以以极少且仅仅以一些梯级来变化的转速非常一致地工作。节流点8上的体积流率的略微改变足以将冷却功率分配给储存格12、13。由于连续运行，两个蒸发器7、9的温度可以分别紧密地保持至对应的储存格12或13的额定温度，这实现了高节能效率的运行。通过使节流点8由连续阀(该连续阀的流通截面可以静态地呈现分别对应于要实现的体积流率的多个位置)形成，使得制冷剂回路中导致产生运行噪音的压力波动被避免。
图2示出具有图1所示的制冷剂回路的制冷器具的示意性剖视图。如标准的，该制冷器具的壳体15包括绝热主体16，在该绝热主体16中形成有两个被门17关闭的储存格12、13。蒸发器7、9分别布置在储存格12、13的内部容器20与环绕设置的绝热材料层18之间。在储存格12的情况下，它们可以仅仅布置在后壁19上，或者在储存格13的情况下，它们还可以延伸至内部容器20的其它壁。压缩机1并且在图示的情况下还有冷凝器5和第二节流点8于主体15的后侧处容置在机械室21中。
定位在制冷剂回路上游的蒸发器7在此是上储存格12的蒸发器，以使得液体制冷剂的循环方向穿过蒸发器7、9、基本上从上向下地延伸。由于上游蒸发器7中的压力从来没有小于下游蒸发器9，由此储存格12可以用作常规冷藏格并且储存格13可以用作冷冻格，但是反之不可行。
第二运行模式可以在控制单元14上设置，在第二运行模式下，节流点8通常保持在最大的流通截面状态下，以使得两个蒸发器7、9之间的压差相对于节流点6处的压差可以忽略不计。在该运行状态下，根据压缩机1的功率的设定，两个储存格12、13可以以相同的额定温度、尤其是作为常规冷藏格或冷冻格来运行。
附图标记列表
1 压缩机
2 压力连接部
3 抽吸连接部
4 制冷剂管
5 冷凝器
6 第一节流点
7 第一蒸发器
8 第二节流点
9 第二蒸发器
10 温度传感器
11 温度传感器
12 储存格
13 储存格
14 控制单元
15 主体
16 门
17 门
18 绝热材料层
19 后壁
20 内部容器
21 机器室

Claims (9)

1.一种单回路制冷器具，该单回路制冷器具具有绝热的壳体(15)和制冷剂回路，在所述制冷剂回路中，下述部件在速度调节式压缩机(1)的压力连接部(2)与抽吸连接部(3)之间串联连接：
冷凝器(5)，
第一节流点(6)，
第一蒸发器(7)，所述第一蒸发器(7)用于冷却形成在所述壳体(15)中的第一储存格(12)，
第二节流点(8)，
第二蒸发器(9)，所述第二蒸发器(9)用于冷却形成在所述壳体(15)中的第二储存格(13)，
其中，所述第二节流点(8)具有可调的体积流率；
并且，所述单回路制冷器具还包括控制电路(14)，所述控制电路(14)配置成以下述方式来调节所述压缩机(1)的转速：在所述第一储存格(12)和所述第二储存格(13)同时出现制冷需求时梯级地增加所述压缩机的转速，直至所述第一储存格(12)和所述第二储存格(13)中的一个不再存在制冷需求。
2.根据权利要求1所述的单回路制冷器具，其特征在于，所述第一蒸发器(7)和第二蒸发器(9)是冷壁式蒸发器。
3.根据权利要求1所述的单回路制冷器具，其特征在于，所述控制电路(14)连接至布置在所述第一储存格(12)上的第一温度传感器(10)并且设定成如果所述第一储存格(12)中需要冷却的话则增加所述第二节流点(8)的体积流率。
4.根据权利要求1、2或3所述的单回路制冷器具，其特征在于，所述控制电路(14)连接至布置在所述第二储存格(13)上的第二温度传感器(11)并且设定成如果所述第二储存格(13)中需要冷却的话则降低所述第二节流点(8)的体积流率。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的单回路制冷器具，其特征在于，所述控制电路(14)设定成如果所述第一储存格和所述第二储存格在预设的时间段内均没有出现制冷需求的话则降低所述速度调节式压缩机(1)的转速。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的单回路制冷器具，其特征在于，所述第二节流点(8)在最大打开状态下的体积流率比所述第一节流点(6)的体积流率大。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的单回路制冷器具，其特征在于，所述第二节流点(8)包括连续阀。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的单回路制冷器具，其特征在于，至少所述第二储存格(13)能够运行为冷冻格。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的单回路制冷器具，其特征在于，至少所述第一储存格(12)能够运行为常规冷藏格。
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