CN111578547A - 双回热制冷系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双回热控制系统及其控制方法，双回热制冷系统包括压缩机、冷凝器、蒸发器、经济器、检测系统、控制器、第一膨胀阀和第二膨胀阀；双回热制冷系统还包括补气回路、第一回热器；检测系统包括第一感温包、第二感温包、第三感温包、第四感温包、第五感温包和第六感温包。本发明保证流入到蒸发器中的冷媒冷量足够，且在蒸发器中的冷媒始终为两相的高效冷媒，解决了蒸发器中存在无效的过热区面积，从而保证了使制冷系统的高效运行。

Description

双回热制冷系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，特别是涉及一种双回热制冷系统及其控制方法。

背景技术

在制冷系统中，制冷剂的制冷效率与蒸发温度密切相关，蒸发温度越高，则蒸发侧的制冷效率越高，但是蒸发温度升高后又使得蒸发器的传热温差减小，由于蒸发器的传热面积是一定的，这便会导致蒸发器的制冷效率降低；而目前制冷系统中保证制冷效率的方法是控制蒸发器出口位置的气相冷媒的过热度，当冷媒的过热度增加时，通过膨胀阀来增加制冷剂的流量和蒸发温度，来使过热度减小，使蒸发器的过热区的面积减小，从而使蒸发器中两相制冷剂的换热面积增大，进而使蒸发器的制冷量增加、制冷效率得到提高，但为保证压缩机的可靠运行，蒸发器出口位置的气体制冷剂必须具有一定的过热度来防止压缩机受到液击，因此现有的方法则必然使得蒸发器存在一定的过热区，使两相制冷剂的换热面积减小，无法使蒸发器的制冷效率最大化。

发明内容

本发明提出了一种双回热控制系统及其控制方法，解决了由于蒸发器中不得不存在过热区面积，从而使制冷系统的制冷效率较低的问题。

本发明提出的技术方案为：一种双回热制冷系统，包括压缩机、冷凝器和蒸发器，还包括：设置在所述冷凝器到蒸发器之间的经济器，检测所述蒸发器和经济器中的冷媒状态的检测系统，连接所述检测系统的控制器，与所述控制器连接以调节进入到蒸发器中冷媒流量的第一膨胀阀，与所述控制器连接以调节从所述经济器到压缩机的冷媒流量的第二膨胀阀。

进一步地，所述双回热制冷系统还包括从所述经济器流出并经所述第二膨胀阀节流后通过经济器流回到压缩机的补气回路、位于从所述冷凝器到经济器之间的第一回热器，所述补气回路经所述第一回热器回到所述压缩机。

进一步地，所述检测系统包括设于所述补气回路上的经济器流入侧的第一感温包、设于从所述经济器到第一回热器之间的补气回路上的第二感温包和设于从所述第一回热器到压缩机之间的补气回路上的第三感温包。

进一步地，所述双回热制冷系统还包括设于从所述经济器到蒸发器流路上的第二回热器，所述蒸发器到压缩机之间的冷媒流路流经所述第二回热器。

进一步地，所述检测系统还包括设于从所述第二回热器到压缩机流路上的第四感温包、设于所述蒸发器的冷媒流出侧的第五感温包和设于所述蒸发器的冷媒流入侧的第六感温包。

一种双回热制冷系统的控制方法，所述双回热制冷系统为所述的双回热制冷系统，所述控制方法包括：根据所述经济器和蒸发器中的冷媒状态分别调节所述第一膨胀阀和第二膨胀阀的开度控制所述蒸发器中的冷媒始终保持气液两相状态。

进一步地，所述双回热制冷系统为如权利要求3中所述的双回热制冷系统，所述控制方法包括：当所述第一感温包和第二感温包之间的温差＞3℃时，调大所述第二膨胀阀的开度。

进一步地，当所述第一感温包和第三感温包之间的温差＜4℃时，调小所述第二膨胀阀的开度。

进一步地，所述双回热制冷系统为如权利要求5中所述的双回热制冷系统，所述控制方法包括：当所述第五感温包和第六感温包之间的温差＞3℃时，调大所述第一膨胀阀的开度。

进一步地，当所述第四感温包和第六感温包之间的温差＜4℃时，调小所述第二膨胀阀的开度。

与现有技术比较，本发明通过经济器为通入到蒸发器中的冷媒提供足够的冷量，通过检测系统检测经济器和蒸发器的冷媒状态来调节通入到经济器和蒸发器中的冷媒流量，从而保证流入到蒸发器中的冷媒冷量足够，且在蒸发器中的冷媒始终为两相的高效冷媒，解决了蒸发器中存在无效的过热区面积，从而保证了使制冷系统的高效运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中双回热控制系统的结构示意简图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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。

下面结合附图以及实施例对本发明的原理及结构进行详细说明。

本发明提出了一种双回热制冷系统，如图1所示，双回热制冷系统包括压缩机1、冷凝器2、蒸发器3和控制器，双回热制冷系统中的冷媒从压缩机1流到冷凝器2再流到蒸发器3，然后从蒸发器3流回到压缩机1完成一个循环。

其中，压缩机1的出气口连通到冷凝器2，从冷凝器2到蒸发器3的冷媒流路上依次设有第一回热器4、经济器5、第二回热器6以及第一膨胀阀7，第一膨胀阀7能够调节进入到蒸发器3中的冷媒量，当两相冷媒在蒸发器3中转换为单相冷媒时，即说明蒸发器3中存在过热区，此时调节第一膨胀阀7的开度变大，增加蒸发器的供液量，降低蒸发器出口的过热度，保证冷媒在蒸发器3出口外由两相冷媒向单相冷媒转换，则保证了蒸发器3中始终为两相冷媒换热；同时，还可以调节第一膨胀阀的开度变小，减小蒸发器的供液量，保证压缩机吸气口的过热度，防止回流到压缩机1中的冷媒带有液体；通过这样的方式解决了蒸发器中存在过热区面积，从而使制冷系统的制冷效率较低的问题。

经济器5包括补气回路51，补气回路51为与经济器5的冷媒出口连通然后再回到经济器5中进行换热的冷媒流路，在补气回路51上还设置了第二膨胀阀52，第二膨胀阀52设置在补气回路51重新流回到经济器5的流路上，其能够调节回流到经济器的冷媒量，从而保证流到蒸发器3中的冷媒在经济器5中便尽可能的进行过冷，只需控制第二膨胀阀52的开度即可控制从经济器流出的冷媒的过冷度，保证了进入到蒸发器中的冷媒具有足够的冷量，便于控制过冷度的同时还提高了制冷效果。

第一回热器4设置在从经济器到压缩机的补气回路51上，使补气回路中的冷媒在回到压缩机前与从冷凝器2中流到经济器的冷媒换热，为回到压缩机的冷媒气体提供了足够的热量，保证补气回路到压缩机的冷媒为过热的气态。

第二回热器6设置在经济器5到蒸发器3之间的冷媒通道上，其设于第一膨胀阀7之前，其作用在于进一步保证了流入到蒸发器3的冷媒的冷量，使具有足够冷量的冷媒在第一膨胀阀7的作用下节流形成低温低压的两相冷媒；同时，从蒸发器3中流出的冷媒经第二回热器6换热，保证冷媒的过热度，经过第二回热器6之后回到压缩机1中。

本发明在双回热制冷系统中还设置了检测蒸发器3和经济器5的监测系统，检测系统包括：设于补气回路51上的经济器流入侧的第一感温包81、设于从经济器5到第一回热器4之间的补气回路上的第二感温包82和设于从第一回热器到压缩机之间的补气回路上的第三感温包83，当第一感温包和第二感温包之间的温差＞3℃时，说明经济器中的补气回路的冷媒存在单相冷媒，此时控制器发出指令调大第二膨胀阀的开度，增大补气回路51中冷媒的供液量，降低经济器5补气侧出口的过热度，保证经济器5的补气回路的冷媒是两相冷媒，保证了经济器的换热性能，从而使流入到蒸发器3的冷媒有足够的冷量；同时，当第一感温包和第三感温包之间的温差＜4℃时，说明回到压缩机1中的气态冷媒热量不足，此时控制器发出指令调小第二膨胀阀的开度，减小经济器5的补气回路的供液量，从而保证压缩机1补气口的过热度，防止补气带液。

检测系统还包括：设于从第二回热器到压缩机流路上的第四感温包84、设于蒸发器的冷媒流出侧的第五感温包85和设于蒸发器的冷媒流入侧的第六感温包86，当第五感温包和第六感温包之间的温差＞3℃时，说明蒸发器3中的存在单相冷媒，此时控制器发出指令调大第一膨胀阀7的开度，增大蒸发器3的供液量，降低蒸发器3出口侧的过热度，保证蒸发器3中的冷媒始终是两相冷媒，保证了蒸发器3的换热性能；同时，当第四感温包84和第六感温包86之间的温差＜4℃时，说明回到压缩机1中的气态冷媒热量不足，此时控制器发出指令调小第一膨胀阀7的开度，减小蒸发器的供液量，从而保证压缩机1补气口的过热度，防止吸气带液。

通过对第一、第二膨胀阀的控制，保证制冷剂在经济器和蒸发器处于刚刚过量供液的状态，使经济器（主要为补气回路）和蒸发器中的冷媒从而保证经济器和蒸发器内部存在高效的两相流状态，再分别通过第一回热器和第二回热器对制冷剂进行换热，保证回到压缩机的制冷剂气体为过热气体，综上，通过此双回热高效制冷控制系统既可以保证换热器高效换热同时又可以避免压缩机带液运行的风险；且方案实施简单，易于控制。

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 (10)

1.一种双回热制冷系统，包括压缩机、冷凝器和蒸发器，其特征在于，还包括：设置在所述冷凝器到蒸发器之间的经济器，检测所述蒸发器和经济器中的冷媒状态的检测系统，连接所述检测系统的控制器，与所述控制器连接以调节进入到蒸发器中冷媒流量的第一膨胀阀，与所述控制器连接以调节从所述经济器到压缩机的冷媒流量的第二膨胀阀。

2.根据权利要求1所述的双回热制冷系统，其特征在于，所述双回热制冷系统还包括从所述经济器流出并经所述第二膨胀阀节流后通过经济器流回到压缩机的补气回路、位于从所述冷凝器到经济器之间的第一回热器，所述补气回路经所述第一回热器回到所述压缩机。

3.根据权利要求2所述的双回热制冷系统，其特征在于，所述检测系统包括设于所述补气回路上的经济器流入侧的第一感温包、设于从所述经济器到第一回热器之间的补气回路上的第二感温包和设于从所述第一回热器到压缩机之间的补气回路上的第三感温包。

4.根据权利要求1所述的双回热制冷系统，其特征在于，所述双回热制冷系统还包括设于从所述经济器到蒸发器流路上的第二回热器，所述蒸发器到压缩机之间的冷媒流路流经所述第二回热器。

5.根据权利要求4所述的双回热制冷系统，其特征在于，所述检测系统还包括设于从所述第二回热器到压缩机流路上的第四感温包、设于所述蒸发器的冷媒流出侧的第五感温包和设于所述蒸发器的冷媒流入侧的第六感温包。

6.一种双回热制冷系统的控制方法，其特征在于，所述双回热制冷系统为如权利要求1到5中任意一项所述的双回热制冷系统，所述控制方法包括：根据所述经济器和蒸发器中的冷媒状态分别调节所述第一膨胀阀和第二膨胀阀的开度控制所述蒸发器中的冷媒始终保持气液两相状态。

7.根据权利要求6所述的双回热制冷系统的控制方法，其特征在于，所述双回热制冷系统为如权利要求3中所述的双回热制冷系统，所述控制方法包括：当所述第一感温包和第二感温包之间的温差＞3℃时，调大所述第二膨胀阀的开度。

8.根据权利要求7所述的双回热制冷系统的控制方法，其特征在于，当所述第一感温包和第三感温包之间的温差＜4℃时，调小所述第二膨胀阀的开度。

9.根据权利要求6所述的双回热制冷系统的控制方法，其特征在于，所述双回热制冷系统为如权利要求5中所述的双回热制冷系统，所述控制方法包括：当所述第五感温包和第六感温包之间的温差＞3℃时，调大所述第一膨胀阀的开度。

10.根据权利要求9所述的双回热制冷系统的控制方法，其特征在于，当所述第四感温包和第六感温包之间的温差＜4℃时，调小所述第二膨胀阀的开度。

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