CN106016796B - 一种制冷系统及具有其的冷藏运输车 - Google Patents

一种制冷系统及具有其的冷藏运输车 Download PDF

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Abstract

一种制冷系统及具有其的冷藏运输车。本发明公开了一种制冷系统，其包括压缩机、冷凝器、节流部件和蒸发器，还包括卸荷支路，所述卸荷支路与蒸发器支路并联，所述卸荷支路包括第一卸荷阀和与所述第一卸荷阀串联的第一节流元件，其中，所述蒸发器支路是指所述蒸发器和所述节流部件串联形成的管路段。本发明的制冷系统具有卸荷功能，在系统压力上升时可进行卸荷，以降低冷凝器侧的压力，并在一定程度上避免制冷机组的损坏。

Description

一种制冷系统及具有其的冷藏运输车
技术领域
本发明涉及制冷技术领域，具体涉及一种制冷系统。本发明还涉及一种冷藏运输车。
背景技术
冷藏运输车在工作中应最大可能地维持冷藏车厢内的温度稳定，以保证冷藏货物的保鲜程度。冷藏运输车在工作过程中受到外界环境影响和/或车辆运行状态的影响时容易出现制冷系统压力升高的情况。为避免制冷机组因系统压力过高而损坏，现有技术中的冷藏运输车的制冷机组中通常装有高压开关，以便在系统压力较高的情况下进行保护停机。例如，在夏季环境温度较高或者冷藏运输车采用低档位上陡坡(负载较大、车速较慢)的情况下，系统压力会较高，非常容易触发高压开关而出现保护停机。频繁出现停机会导致冷藏车厢内温度出现波动，影响冷藏货物的品质，同时也影响制冷机组的可靠性。
因此，如何有效解决冷藏运输车的制冷系统因压力较高而导致制冷机组损坏和/或保护停机的问题是本领域的技术人员的研究目标之一。
发明内容
鉴于现有技术的上述现状，本发明的主要目的在于提供一种制冷系统，其能实现卸荷功能，使系统冷凝器侧压力降低。
上述目的通过以下技术方案实现：
一种制冷系统，其包括压缩机、冷凝器、节流部件和蒸发器，还包括卸荷支路，所述卸荷支路与蒸发器支路并联，所述卸荷支路包括第一卸荷阀和与所述第一卸荷阀串联的第一节流元件，其中，所述蒸发器支路是指所述蒸发器和所述节流部件串联形成的管路段。
优选地，所述卸荷支路还包括第二卸荷阀，所述第二卸荷阀与所述第一节流元件并联，并且所述第二卸荷阀的压力设定值高于所述第一卸荷阀的压力设定值。
优选地，所述卸荷支路还包括第二节流元件，所述第二节流元件与所述第一节流元件串联，并且所述第二节流元件的节流程度小于所述第一节流元件的节流程度。
优选地，所述卸荷支路还包括第三卸荷阀，所述第三卸荷阀与所述第二节流元件并联，并且所述第三卸荷阀的压力设定值高于所述第二卸荷阀的压力设定值。
优选地，所述卸荷支路还包括至少一个第三节流元件，所述至少一个第三节流元件与所述第一节流元件、第二节流元件串联，并且所述至少一个第三节流元件的节流程度小于所述第二节流元件的节流程度。
优选地，所述卸荷支路还包括至少一个第四卸荷阀，所述至少一个第四卸荷阀中的每一个与所述至少一个第三节流元件中的一个并联，并且，所述至少一个第三节流元件中的每一个至多并联有一个第四卸荷阀；所述至少一个第四卸荷阀的压力设定值高于所述第三卸荷阀的压力设定值。
优选地，各所述节流元件为毛细管。
优选地，各毛细管具有长度Li和管径Di，其中i为卸荷支路中各节流元件的顺序号，i＝1～N，N为卸荷支路中毛细管的数目；其中，当N≥2时，Li≥Li+1，Di≤Di+1。
优选地，所述压缩机的出口侧安装有高压开关，所述高压开关的压力保护值为B，其中，B大于任一卸荷阀的压力设定值。
本发明的另一方面还提供了一种冷藏运输车，其包括前面所述的制冷系统。
本发明的制冷系统具有卸荷功能，在系统压力上升时可进行卸荷，以降低冷凝器侧的压力，并在一定程度上避免制冷机组的损坏。本发明的优选方案能实现多级卸荷，使系统运行时冷凝器侧的压力平稳，同时提高制冷机组的可靠性。特别地，当制冷系统中包含高压开关时，本发明的制冷系统能有效防止因压力上升导致的制冷机组频繁停机的问题。
本发明的冷藏运输车在受到外界环境影响和/或车辆运行状态的影响而导致系统压力升高时，能够进行卸荷，特别是可以进行多级逐步卸荷，从而防止制冷机组出现频繁停机的现象，从而，一方面有效维持冷藏车厢内的温度稳定，保证冷藏货物的保鲜程度，另一方面保证制冷机组运行时冷凝器侧的压力平稳，提高制冷机组的可靠性。
附图说明
以下将参照附图对根据本发明的制冷系统的优选实施方式进行描述。图中：
图1为本发明的一种优选实施方式的制冷系统的原理示意图；
图2为图1的制冷系统在启动第一级卸荷时的原理示意图；
图3为图1的制冷系统在启动第二级卸荷时的原理示意图；
图4为图1的制冷系统在启动第三级卸荷时的原理示意图。
具体实施方式
首先参见图1，本发明提供了一种制冷系统，其包括压缩机1、冷凝器2、节流部件3和蒸发器4。为减少系统高压所带来的不利之处，本发明的制冷系统中还包括卸荷支路，所述卸荷支路与蒸发器支路并联。其中，蒸发器支路是指包含蒸发器4的支路，也即所述蒸发器4和所述节流部件3串联形成的管路段。并且其中，所述卸荷支路至少包括第一卸荷阀601和与所述第一卸荷阀601串联的第一节流元件(优选毛细管)701。
也即，本发明的制冷系统中，压缩机1的排气口与冷凝器2的一端连接，冷凝器2的另一端的连接分为两路，一路为蒸发器支路，其中例如依次串接有节流部件3和蒸发器4，另一路为卸荷支路，其中至少依次串接有第一卸荷阀601和第一节流元件701。
当本发明的制冷系统在工作中出现系统压力升高时，由于卸荷支路的存在，可以在冷凝器侧的压力达到某一确定的值(例如第一卸荷阀的压力设定值)时进行卸荷，也即，通过第一卸荷阀601的开启，使得一部分冷媒沿着第一卸荷阀601和第一节流元件701返回压缩机1，从而降低冷凝器侧的压力，并在一定程度上避免制冷机组的损坏。
示例地，蒸发器4的出口端与气液分离器5的进口连接，卸荷支路的另一端也与气液分离器5的进口连接，最后气液分离器5的出口再与压缩机1的吸气口连接。
优选地，所述压缩机1的出口侧可以安装有高压开关8，所述高压开关8的压力保护值为B，所述第一卸荷阀601的压力设定值为A1，其中，A1＜B。这样，在系统压力升高的过程中，高压开关8的动作晚于第一卸荷阀601，从而可达到在保护停机之前先降低冷凝器侧的压力的效果。也即，当系统压力升高时，在冷凝器侧的压力达到第一卸荷阀的压力设定值时，第一卸荷阀率先开启，使得一部分冷媒沿着第一卸荷阀601和第一节流元件701返回压缩机1，从而降低冷凝器侧的压力；此后，如果系统压力继续升高，直至达到高压开关8的压力保护值时，制冷系统还会保护停机，以避免制冷机组的损害。
与现有技术中仅包括高压开关的制冷系统相比，卸荷支路的存在可以提前降低冷凝器侧的压力，从而减少保护停机的次数，有利于维持蒸发器侧的温度稳定，对于冷藏而言更为有利。
优选地，所述卸荷支路还可以包括第二卸荷阀602，所述第二卸荷阀602与所述第一节流元件701并联，并且所述第二卸荷阀602的压力设定值高于所述第一卸荷阀601的压力设定值。这样，在系统压力升高的过程中，第一卸荷阀601率先开启，使得一部分冷媒沿着第一卸荷阀601和第一节流元件701返回压缩机1，降低冷凝器侧的压力；此后，如果系统压力继续升高，当达到第二卸荷阀602的压力设定值时，第二卸荷阀602开启，使得一部分冷媒沿着第一卸荷阀601和第二卸荷阀602返回压缩机1，从而再次降低冷凝器侧的压力。可见，本实施方式的制冷系统构成二级卸荷的制冷系统，并且可实现最大程度的卸荷，即至少一部分冷媒可以不经节流地直接返回压缩机。
优选地，所述卸荷支路还可以包括第二节流元件(优选毛细管)702，所述第二节流元件702与所述第一节流元件701串联，并且所述第二节流元件702的节流程度小于所述第一节流元件701的节流程度。与前一种实施方式相比，本实施方式仅增加了第二节流元件702，因而仍为二级卸荷的制冷系统。本实施方式的卸荷过程与前一种实施方式的卸荷过程基本一致，只是当完成二级卸荷以后，卸荷支路中的冷媒仍须被节流后(但节流程度下降)返回压缩机。
优选地，所述卸荷支路还可以包括第三卸荷阀603，所述第三卸荷阀603与所述第二节流元件702并联，并且所述第三卸荷阀603的压力设定值高于所述第二卸荷阀602的压力设定值。这样，在系统压力升高的过程中，第一卸荷阀601率先开启，使得一部分冷媒沿着第一卸荷阀601和第一节流元件701、第二节流元件702返回压缩机1，降低冷凝器侧的压力；此后，如果系统压力继续升高，当达到第二卸荷阀602的压力设定值时，第二卸荷阀602开启，使得一部分冷媒沿着第一卸荷阀601和第二卸荷阀602、第二节流元件702返回压缩机1(节流程度下降)，再次降低冷凝器侧的压力；此后，如果系统压力继续升高，当达到第三卸荷阀603的压力设定值时，第三卸荷阀603开启，使得至少一部分冷媒沿着第一卸荷阀、第二卸荷阀、第三卸荷阀返回压缩机1(不节流)，从而又一次降低冷凝器侧的压力。可见，本实施方式的制冷系统构成三级卸荷的制冷系统，并且可实现最大程度的卸荷，即至少一部分冷媒可以不经节流地直接返回压缩机。本实施方式的制冷系统与图1所示的系统一一对应。
优选地，所述卸荷支路还可以包括至少一个第三节流元件(优选毛细管)(未示出)，所述至少一个第三节流元件与所述第一节流元件701、第二节流元件702串联，并且所述至少一个第三节流元件的节流程度小于所述第二节流元件的节流程度。如果第三节流元件的个数多于一个，则这些第三节流元件的节流程度依次下降。与前一种实施方式相比，本实施方式仅增加了至少一个第三节流元件702，因而仍为三级卸荷的制冷系统。本实施方式的卸荷过程与前一种实施方式的卸荷过程基本一致，只是当完成三级卸荷以后，卸荷支路中的冷媒仍须被节流后(节流程度进一步下降地)返回压缩机。
优选地，所述卸荷支路还可以包括至少一个第四卸荷阀(未示出)，所述至少一个第四卸荷阀中的每一个与所述至少一个第三节流元件中的一个并联，并且，所述至少一个第三节流元件中的每一个至多并联有一个第四卸荷阀(例如，可以有一个第三节流元件未并联有卸荷阀)；所述至少一个第四卸荷阀的压力设定值高于所述第三卸荷阀的压力设定值。如果第四卸荷阀的个数多于一个，则这些第四卸荷阀的压力设定值依次升高。这样，本实施方式的制冷系统构成四级以上卸荷的制冷系统。特别地，第四卸荷阀与第三节流元件的数目一致，所有的节流元件均并联有卸荷阀，从而当所有的卸荷阀均开启时，冷媒可以不经节流地返回压缩机。
优选地，当各节流元件均采用毛细管时，这些毛细管的长度和管径各不相同，从而方便地实现节流程度的不同。
例如，各所述毛细管具有长度Li和管径Di，其中i为卸荷支路中各节流元件的顺序号，i＝1～N，N为卸荷支路中毛细管的数目；其中，当N≥2时，Li≥Li+1，Di≤Di+1。在此，节流元件的顺序号仅是用来区分各个节流元件的，例如，从第一节流元件开始依次排序为1、2、3……。
也即，当制冷系统中具有两个以上毛细管作为第一节流元件、第二节流元件、……时，各毛细管的长度分别为L1、L2、……，管径分别为D1、D2、……，优选地，其中，L1≥L2≥……，D1≤D2≤……。也即，通过这种设置，可以使第一节流元件的节流程度大于第二节流元件、第二节流元件的节流程度大于第三节流元件、……以此类推。
由于在前的节流元件的节流程度比在后的节流元件的节流程度大，因此，当开启一级卸荷时，可以认为仅第一节流元件在起节流作用，冷媒在其中的流速很小(也是卸荷支路中最小的)，从而可以防止压力一下子下降过多(也即，防止一次过度卸荷)；当压力继续升高导致开启二级卸荷时，第一节流元件被第二卸荷阀短路，不再起节流作用，此时，可以认为仅第二节流元件在起节流作用，冷媒在其中的流速比此前要大，因而卸荷量有所增加；……以此类推，便可以更好地实现逐级卸荷的目的。
特别地，随着节流元件的增多，由于节流程度逐渐减小，最后可逐渐接近无节流的情形，此后，最后一级卸荷阀开启后，卸荷量实质上仅少量增大，从而使得多级卸荷可以平稳地完成。
优选地，在上述各实施方式中，所述压缩机的出口侧均可以安装有高压开关8，所述高压开关的压力保护值为B，并且设置成：B大于任一卸荷阀的压力设定值。例如，各卸荷阀的压力设定值可以标记为Aj，则，Aj＜B。结合前面的描述，则有A1＜A2＜A3……＜B。这样可以保证高压开关的动作晚于任一卸荷阀，特别是当所有的卸荷阀依次都开启后，如果系统压力仍继续升高至B，此时高压开关才被触发而出现保护停机。由此可以大大减少保护停机的次数。
当然，需要说明的是，第二卸荷阀、第三卸荷阀、……的安装顺序并不必须依照附图中的顺序，而是可以随意地改变(第一节流元件、第二节流元件、……必须同时改变，即，每一个节流元件与对应的卸荷阀的并联关系不变)，不会影响本发明的制冷系统的多级卸荷功能。例如，图2中，在第一卸荷阀601已开启的情况下，如果系统压力继续升高，图中所示的两个位置处的卸荷阀602和603中的任一个先开启都是可以的。
本发明中，各卸荷阀601、602、603等例如为泄压阀，其输入端的压力值超过其对应的压力设定值时，阀芯会开启，使输入端和输出端变为导通状态；否则为截止状态。
下面以图1所示的制冷系统为例来详细说明其多级卸荷的工作过程。
在制冷系统以制冷模式运行时，当冷凝器2侧的压力超过第一卸荷阀601的压力设定值A1时，第一卸荷阀601开启，一部分冷媒会沿着第一卸荷阀601、第一节流元件701和第二节流元件702进入到气液分离器5再返回压缩机1，如图2所示。
当冷凝器2侧的压力持续上升，超过第二卸荷阀602的压力设定值A2时，第一卸荷阀601和第二卸荷阀602均开启，多一些的冷媒会沿着第一卸荷阀601、第二卸荷阀602和第二节流元件702进入到气液分离器5再返回压缩机1，如图3所示。
当冷凝器2侧的压力继续上升，超过第三卸荷阀603的压力设定值A3时，第一卸荷阀601、第二卸荷阀602和第三卸荷阀603均开启，更多的冷媒会沿着第一卸荷阀601、第二卸荷阀602和第三卸荷阀603进入到气液分离器5再返回压缩机1，如图4所示。
若最后冷凝器2侧的压力再继续上升到超过高压开关8的压力保护值B时，制冷机组才会出现保护停机。
通过这种多级卸荷的方式，可以明显减少系统保护停机的次数，使冷凝器侧的压力平稳，最大程度地保持制冷机组的可靠性。
基于前述的制冷系统，本发明还提供了一种冷藏运输车，其包括本发明所述的制冷系统。
当本发明的冷藏运输车在工作过程中受到外界环境影响和/或车辆运行状态的影响而导致系统压力升高时，可以进行卸荷，特别是可以进行多级逐步卸荷，从而提前降低冷凝器侧的压力，防止制冷机组出现频繁停机的现象，从而，一方面有效维持冷藏车厢内的温度稳定，保证冷藏货物的保鲜程度，另一方面保证制冷机组运行时冷凝器侧的压力平稳，提高制冷机组的可靠性。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各项措施可以自由地组合、叠加。
应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (7)

1.一种制冷系统，其包括压缩机、冷凝器、节流部件和蒸发器，其特征在于，还包括卸荷支路，所述卸荷支路与蒸发器支路并联，所述卸荷支路包括第一卸荷阀和与所述第一卸荷阀串联的第一节流元件，其中，所述蒸发器支路是指所述蒸发器和所述节流部件串联形成的管路段；所述制冷系统还包括气液分离器，且所述蒸发器的出口端与气液分离器的进口连接；所述卸荷支路还包括第二卸荷阀，所述第二卸荷阀与所述第一节流元件并联，并且所述第二卸荷阀的压力设定值高于所述第一卸荷阀的压力设定值；
所述卸荷支路还包括第二节流元件，所述第二节流元件与所述第一节流元件串联，并且所述第二节流元件的节流程度小于所述第一节流元件的节流程度；所述卸荷支路还包括第三卸荷阀，所述第三卸荷阀与所述第二节流元件并联，并且所述第三卸荷阀的压力设定值高于所述第二卸荷阀的压力设定值。
2.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，所述卸荷支路还包括至少一个第三节流元件，所述至少一个第三节流元件与所述第一节流元件、第二节流元件串联，并且所述至少一个第三节流元件的节流程度小于所述第二节流元件的节流程度。
3.根据权利要求2所述的制冷系统，其特征在于，所述卸荷支路还包括至少一个第四卸荷阀，所述至少一个第四卸荷阀中的每一个与所述至少一个第三节流元件中的一个并联，并且，所述至少一个第三节流元件中的每一个至多并联有一个第四卸荷阀；所述至少一个第四卸荷阀的压力设定值高于所述第三卸荷阀的压力设定值。
4.根据权利要求1-3之一所述的制冷系统，其特征在于，各节流元件为毛细管。
5.根据权利要求4所述的制冷系统，其特征在于，各毛细管具有长度Li和管径Di，其中i为卸荷支路中各节流元件的顺序号，i＝1～N，N为卸荷支路中毛细管的数目；其中，当N≥2时，Li≥Li+1，Di≤Di+1。
6.根据权利要求1-3之一所述的制冷系统，其特征在于，所述压缩机的出口侧安装有高压开关，所述高压开关的压力保护值为B，其中，B大于任一卸荷阀的压力设定值。
7.一种冷藏运输车，其特征在于，其包括根据权利要求1-6之一所述的制冷系统。
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