CN107990579B - 制冷系统、具有该制冷系统的冰箱及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制冷系统、具有该制冷系统的冰箱及其控制方法，其中，制冷系统包括：压缩机、冷凝器、节流部件、闪发器、蒸发器、单向阀及回气换热器依次连接成的闭合回路；制冷剂，在所述闭合回路中循环制冷；电动流量调节阀，具有进口和出口两个端口，进口与闪发器连接，出口与单向阀及回气换热器连接；控制板，与电动流量调节阀相连接，用于控制电动流量调节阀的开度大小；此外，还提供了一种具有所述制冷系统的冰箱及其控制方法；本发明通过闪发器对制冷剂的气液分离作用，将制冷剂液体供给蒸发器，将制冷剂气体导向压缩机的吸气口，从而实现了制冷系统高效率运行，最终满足冰箱节能运行的要求。

Description

制冷系统、具有该制冷系统的冰箱及其控制方法

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，具体而言，涉及一种制冷系统、具有该制冷系统的冰箱及其控制方法。

背景技术

冰箱制冷需要消耗能量。采用各种技术措施改善冰箱的耗电量，使得冰箱越来越节能，是冰箱制造企业的不懈追求。

传统冰箱的制冷系统参考图1所示，其包括：压缩机10、冷凝器20、节流部件30、蒸发器40、回气换热器50。冰箱制冷时，制冷剂在制冷系统内的走向为：压缩机10→冷凝器20→回气换热器50(第一换热管)→节流部件30→蒸发器40→回气换热器50(第二换热管)→压缩机10。

更为具体的，在冰箱制冷过程中，来自蒸发器40出口的低温低压制冷剂气体，经压缩机10压缩后，变为高温高压的制冷剂气体进入冷凝器20，经冷凝器20冷凝后，变成中温高压的液体制冷剂，经节流部件30(通常为毛细管)节流降压后，进入蒸发器40，并通过蒸发器40进行蒸发吸热，蒸发后的低温低压制冷剂气体经回气换热器50进一步换热后，再流回压缩机10，以上过程周而复始，实现冰箱持续制冷效果。

对于传统冰箱的制冷系统，节能措施主要针对上述部件进行，如提高压缩机COP、改善冷凝器和蒸发器效率、优化节流部件设计等等，在产品与技术越来越同质化的今天，常规的节能技术，逐渐面临技术瓶颈。

研究结果表明，通过节流部件出口流入蒸发器进口的制冷剂，通常包含液体和气体两种状态，由于气体制冷剂无法实现相变制冷，因而气体制冷剂的存在对于制冷系统效率的提升存在不利影响。因此，若能在流入蒸发器的进口端实现制冷剂液体和气体的分离，则可以较好改善制冷系统效率，达到冰箱节能运行的效果。但传统冰箱的制冷系统，限于现有制冷系统结构的固有特性，无法实现节流后制冷剂液体和气体的分离。

因此，有必要提供一种改进的冰箱制冷系统，以解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种制冷系统、具有该制冷系统的冰箱及其控制方法，通过闪发器对制冷剂的气液分离作用，将制冷剂液体供给蒸发器，将制冷剂气体导向压缩机的吸气口，从而实现了制冷系统高效率运行，最终满足冰箱节能运行的要求。

一种制冷系统，包括：

压缩机、冷凝器、节流部件、闪发器、蒸发器、单向阀及回气换热器依次连接成的闭合回路；所述蒸发器为一个或多个；所述闪发器，具有第一至第三端口，所述闪发器第一端口与所述节流部件相连，第二端口与所述蒸发器相连，第三端口与所述电动流量调节阀相连；所述单向阀，具有进口和出口两个端口，所述单向阀进口与所述蒸发器相连，出口与所述电动流量调节阀相连；

制冷剂，在所述闭合回路中循环制冷；

电动流量调节阀，具有进口和出口两个端口，进口与闪发器连接，出口与单向阀及回气换热器连接；

控制板，与电动流量调节阀相连接，用于控制电动流量调节阀的开度大小。

所述蒸发器为两个，包括第一蒸发器和第二蒸发器，所述第一蒸发器和第二蒸发器串联连接，第一蒸发器置于第一间室内，第二蒸发器置于第二间室内。

还包括：第一间室温度传感器，与所述控制板相连接，用于检测冰箱第一间室内部空间的温度；

第二间室温度传感器，与所述控制板相连接，用于检测冰箱第二间室内部空间的温度；

环境温度传感器，与所述控制板相连接，用于检测冰箱周围环境温度，所述控制板根据所述环境温度控制所述电动流量调节阀的开度大小。

所述回气换热器，具有第一换热管和第二换热管；

所述回气换热器的第一换热管、第二换热管通过彼此互相接触，实现热量交换；所述第一换热管进口与冷凝器相连，出口与节流部件相连；第二换热管进口分别与电动流量调节阀以及单向阀相连，出口与压缩机吸气口相连。

所述闪发器由筒体和设置在筒体上的斜插管组成，斜插管与筒体呈45°角度布置。

所述节流部件是毛细管或者节流阀。

还包括：温控控制器，通过所述控制板与所述压缩机相连接，位于冰箱内部，用于控制所述压缩机运行与关闭。

一种冰箱，包括所述的制冷系统。

所述冰箱的控制方法，压缩机、冷凝器、节流部件、闪发器、蒸发器、单向阀及回气换热器依次串联成闭合回路，制冷剂在该闭合回路内流动，通过节流部件将高压的液态制冷剂转化为低压的液态制冷剂后进入蒸发器，实现循环制冷，并且，在闪发器第三端口与单向阀出口之间并联一个由控制板控制的电动流量调节阀，这样就使得该制冷系统存在多种工作模式和状态，例如，在系统允许的最高环境温度状态下工作时，冰箱热负荷处于最高值，散热效果较差，制冷剂的过冷度减小，导致节流部件出口端的气态制冷剂的量增加，此时控制板控制的电动流量调节阀的开度开至最大状态，提高气态制冷剂向压缩机吸气口的抽吸速度，避免气态制冷剂流入蒸发器；在系统允许的最低环境温度状态下工作时，冰箱热负荷处于最小值，散热效果较好，制冷剂的过冷度良好，因此节流部件出口端的气态制冷剂的量减少，同时闪发器内部的制冷剂液体增加，液位升高，此时控制板控制的电动流量调节阀的开度开至最小状态(或关闭)，降低气态制冷剂向压缩机吸气口的抽吸速度，避免闪发器内液位较高时，液态制冷剂通过电动流量调节阀流入压缩机吸气口，引发压缩机气缸或者阀片的液击问题；在系统允许的任意环境温度状态下工作时，冰箱热负荷、散热效果、制冷剂的过冷度、节流部件出口端的气态制冷剂的量等与环境温度紧密相关，因此，此时控制板可根据环境温度传感器检测到的具体温度值，合理控制电动流量调节阀的开度开至相应值，控制气态制冷剂向压缩机吸气口的抽吸速度，既避免电动流量调节阀可能因开度过小导致气态制冷剂流入蒸发器导致冰箱能耗增大的问题，又能避免电动流量调节阀可能因开度过大导致液态制冷剂流入压缩机吸气口引发的压缩机液击问题。其中，优选地，当环境温度大于等于38℃时，控制板控制电动流量调节阀开度最大，即完全打开，开度为Lmax；当环境温度小于等于16℃时，控制板控制电动流量调节阀开度最小，即完全关闭，开度为Lmin；当环境温度大于16℃时且小于38℃时，控制板控制电动流量调节阀按如下方式进行开度调节：L＝(Lmax‐Lmin)*(Ta‐16)/12，其中L为电动流量调节阀实时开度值，Ta为环境温度传感器检测到的实时温度值。

本发明通过闪发器对制冷剂的气液分离作用，将制冷剂液体供给蒸发器，将制冷剂气体导向压缩机的吸气口，从而实现了制冷系统高效率运行，最终满足冰箱节能运行的要求。此外，通过在蒸发器出口端安装单向阀，可以避免气态制冷剂由蒸发器出口流入蒸发器从而提高了制冷系统的工作稳定性；通过设置闪发器筒体和设置在筒体上的斜插管两者的合理角度，改善制冷剂气体和液体分离效果，避免液态制冷剂流入压缩机吸气口，引发压缩机气缸或者阀片的液击问题，从而提高了制冷系统的工作可靠性。

附图说明

图1为现有技术中的一种制冷系统。

图2为本发明提供的实施例一中的制冷系统。

图3为本发明提供的实施例二中的制冷系统。

图4为图2、图3所示的制冷系统中闪发器的结构示意图。

图5为图2、图3所示的制冷系统中主控板与第一间室温度传感器、第二间室传感器、电动流量调节阀及环境温度传感器的连接示意图。

图6为图2、图3所示的制冷系统中电动流量调节阀的控制流程图。

其中，图2与图3中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

10压缩机，20冷凝器，30节流部件，40蒸发器，401第一蒸发器，402第二蒸发器，50回气换热器，60闪发器。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例一：

如图2所示，一种制冷系统，包括：压缩机10、冷凝器20、节流部件30、蒸发器40、回气换热器50、闪发器60及单向阀80依次连接成的闭合回路；

制冷剂，在闭合回路中循环制冷；

压缩机10，具有吸气口11与排气口12；

闪发器60，具有第一端口61，第二端口62与第三端口63；

所述制冷系统中的回气换热器50，具有第一换热管51和第二换热管52。

闪发器60第一端口61与节流部件30的出口32相连，第二端口62与蒸发器40的进口41相连，第三端口63与电动流量调节阀70的进口71相连。

回气换热器50的第一换热管51、第二换热管52通过彼此互相接触，实现热量交换；所述第一换热管51进口511与冷凝器20出口22相连，出口512与节流部件30的进口31相连；第二换热管52进口522分别与电动流量调节阀70的出口72以及单向阀80的出口82相连，出口521与压缩机10吸气口11相连。

节流部件30可以是毛细管或者节流阀等任意形式。

实施例二：

与实施例一不同的是，本实施例中，所述蒸发器由多个蒸发器组成，包括第一蒸发器401和第二蒸发器402，第一蒸发器401置于第一间室内，用于第一间室制冷，第二蒸发器402置于第二间室内，用于第二间室制冷，第一、第二蒸发器依次按串联的方式连接，如图3所示。

本发明提供了一种冰箱包括：如上述任一实施例中所述的制冷系统。

本发明提供的冰箱，因包括如上述任一实施例中所述的制冷系统，因此具有上述任一实施例中所述的制冷系统的全部有益效果，在此不做一一陈述。

进一步地，闪发器60由筒体601与斜插管602组成，斜插管602与筒体601呈45°角度布置，以获得较好的制冷剂气液分离效果，如图4所示。

进一步地，第一间室温度传感器110，与所述控制板90相连接，用于检测冰箱第一间室内部空间的温度；第二间室温度传感器120，与所述控制板90相连接，用于检测冰箱第二间室内部空间的温度；环境温度传感器100，与所述控制板90相连接，用于检测冰箱周围环境温度，所述控制板90根据所述环境温度传感器100检测到的环境温度值，控制所述电动流量调节阀70的开度大小，如图5所示。

图6显示了该制冷系统中电动流量调节阀70的控制方法：冰箱上电运行后，电动流量调节阀70复位至最小开度(亦可完全关闭)状态，通过监测冰箱任意间室温度传感器检测到温度值与设定温度值的温度差△T，判定冰箱是否进入稳定运行状态。在稳定运行状态下，当环境温度传感器100检测到的环境温度值大于等于38℃时，控制板90控制电动流量调节阀70开度最大，即完全打开，开度为Lmax；当环境温度传感器100检测到的环境温度值小于等于16℃时，控制板90控制电动流量调节阀70开度最小，即完全关闭，开度为Lmin；当环境温度传感器100检测到的环境温度值大于16℃时且小于38℃时，控制板90控制电动流量调节阀70按如下方式进行开度调节：L＝(Lmax‐Lmin)*(Ta‐16)/12，其中L为电动流量调节阀70实时开度值，Ta为环境温度传感器100检测到的实时温度值。

综上所述，本发明提供的冰箱及其制冷系统，制冷剂在压缩机10、冷凝器20、节流部件30、蒸发器40、回气换热器50及闪发器60依次串联，且蒸发器40的出口42通过单向阀80、回气换热器50与压缩机10的吸气口11相连通所形成的闭合回路中循环制冷，并且，本发明通过闪发器60的作用，将制冷剂液体供给蒸发器，将制冷剂气体导向压缩机10的吸气口，从而实现了制冷系统高效率运行，最终满足冰箱节能运行的要求。

在本发明中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种冰箱的控制方法，所述冰箱包括制冷系统，该制冷系统包括：压缩机、冷凝器、节流部件、闪发器、蒸发器、单向阀及回气换热器依次连接成的闭合回路；所述蒸发器为一个或多个；所述闪发器，具有第一至第三端口，所述闪发器第一端口与所述节流部件相连，第二端口与所述蒸发器相连，第三端口与电动流量调节阀相连；所述单向阀，具有进口和出口两个端口，所述单向阀进口与所述蒸发器相连，出口与电动流量调节阀相连；

制冷剂，在所述闭合回路中循环制冷；

电动流量调节阀，具有进口和出口两个端口，进口与闪发器连接，出口与单向阀及回气换热器连接；

控制板，与电动流量调节阀相连接，用于控制电动流量调节阀的开度大小；

第一间室温度传感器，与所述控制板相连接，用于检测冰箱第一间室内部空间的温度；

第二间室温度传感器，与所述控制板相连接，用于检测冰箱第二间室内部空间的温度；

环境温度传感器，与所述控制板相连接，用于检测冰箱周围环境温度，所述控制板根据所述环境温度控制所述电动流量调节阀的开度大小；

其特征在于，所述冰箱的控制方法如下：

所述压缩机、冷凝器、节流部件、闪发器、蒸发器、单向阀及回气换热器依次串联成闭合回路，制冷剂在该闭合回路内流动，通过节流部件将高压的液态制冷剂转化为低压的液态制冷剂后进入蒸发器，实现循环制冷，并且，在闪发器第三端口与单向阀出口之间并联一个由控制板控制的电动流量调节阀，这样就使得该冰箱的制冷系统存在多种工作模式和状态，在系统允许的最高环境温度状态下工作时，冰箱热负荷处于最高值，散热效果较差，制冷剂的过冷度减小，导致节流部件出口端的气态制冷剂的量增加，此时控制板控制的电动流量调节阀的开度开至最大状态，提高气态制冷剂向压缩机吸气口的抽吸速度，避免气态制冷剂流入蒸发器；在系统允许的最低环境温度状态下工作时，冰箱热负荷处于最小值，散热效果较好，制冷剂的过冷度良好，因此节流部件出口端的气态制冷剂的量减少，同时闪发器内部的制冷剂液体增加，液位升高，此时控制板控制的电动流量调节阀的开度开至最小状态或关闭，降低气态制冷剂向压缩机吸气口的抽吸速度，避免闪发器内液位较高时，液态制冷剂通过电动流量调节阀流入压缩机吸气口，引发压缩机气缸或者阀片的液击问题；在系统允许的任意环境温度状态下工作时，冰箱热负荷、散热效果、制冷剂的过冷度、节流部件出口端的气态制冷剂的量与环境温度紧密相关，因此，此时控制板根据环境温度传感器检测到的具体温度值，控制电动流量调节阀的开度开至相应值，控制气态制冷剂向压缩机吸气口的抽吸速度，既避免电动流量调节阀可能因开度过小导致气态制冷剂流入蒸发器导致冰箱能耗增大的问题，又能避免电动流量调节阀可能因开度过大导致液态制冷剂流入压缩机吸气口引发的压缩机液击问题。

2.根据权利要求1所述的冰箱的控制方法，其特征在于，

冰箱上电运行后，电动流量调节阀复位至最小开度或完全关闭状态，通过监测冰箱任意间室温度传感器检测到温度值与设定温度值的温度差△T，判定冰箱是否进入稳定运行状态；在稳定运行状态下，当环境温度传感器检测到的环境温度值大于等于38℃时，控制板控制电动流量调节阀开度最大，即完全打开，开度为Lmax；当环境温度传感器检测到的环境温度值小于等于16℃时，控制板控制电动流量调节阀开度最小，即完全关闭，开度为Lmin；当环境温度传感器检测到的环境温度值大于16℃时且小于38℃时，控制板控制电动流量调节阀按如下方式进行开度调节：L＝(Lmax-Lmin)*(Ta-16)/12，其中L为电动流量调节阀70实时开度值，Ta为环境温度传感器检测到的实时温度值。

3.根据权利要求1所述的冰箱的控制方法，其特征在于，

所述蒸发器为两个，包括第一蒸发器和第二蒸发器，所述第一蒸发器和第二蒸发器串联连接，第一蒸发器置于第一间室内，第二蒸发器置于第二间室内。

4.根据权利要求1所述的冰箱的控制方法，其特征在于：

所述回气换热器，具有第一换热管和第二换热管；

所述回气换热器的第一换热管、第二换热管通过彼此互相接触，实现热量交换；所述第一换热管进口与冷凝器相连，出口与节流部件相连；第二换热管进口分别与电动流量调节阀以及单向阀相连，出口与压缩机吸气口相连。

5.根据权利要求1所述的冰箱的控制方法，其特征在于：

所述闪发器由筒体和设置在筒体上的斜插管组成，斜插管与筒体呈45°角度布置。

6.根据权利要求1所述的冰箱的控制方法，其特征在于：

所述节流部件是毛细管或者节流阀。

7.根据权利要求1所述的冰箱的控制方法，其特征在于，所述的制冷系统还包括：

温控控制器，通过所述控制板与所述压缩机相连接，位于冰箱内部，用于控制所述压缩机运行与关闭。

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