CN113091339A - 双温制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双温制冷系统，其包括：具有两个压缩腔的压缩机、闪蒸器、两个蒸发器和冷凝器，其中闪蒸器包括制冷剂进口、液态制冷剂出口和气液制冷剂出口，用于分离不同相态的制冷剂。根据本发明实施例的双温制冷系统，通过闪蒸器实现纯液态制冷剂和气液两相制冷剂的分离，从而实现具备中温、低温蒸发温度的循环回路，减少了低蒸发温度回路的节流损失从而达到更佳的节能效果。

Description

双温制冷系统

技术领域

本发明涉及制冷设备技术领域，具体涉及一种双温制冷系统。

背景技术

相关技术中的冷冻冷藏柜的制冷系统中，压缩机通常是单缸压缩机，制冷系统中两个蒸发器通常串联连接，系统只有一个蒸发温度，冷藏和冷冻间室无法单独控制，导致两个间室的温度波动较大，不利于食物保鲜和节能。为满足冷冻冷藏柜不同间室温度控制的精准性，相关技术中提出了双蒸发温度制冷系统。

但是相关技术中的双蒸发温度制冷系统存在以下问题：双蒸发器不能独立控制各自的制冷循环，无法有效控制两个蒸发温度之间较大的温度波动；或是采用两个完全并联的蒸发器回路以实现两个蒸发制冷循环的独立控制，但是结构复杂，且节流膨胀损失相对较大。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种双温制冷系统。

根据本发明实施例的双温制冷系统包括：压缩机，所述压缩机包括第一压缩腔和第二压缩腔，所述压缩机具有排气口、与所述第一压缩腔连通的第一吸气口和与所述第二压缩腔连通的第二吸气口；闪蒸器，所述闪蒸器包括制冷剂进口、液态制冷剂出口和气液制冷剂出口；冷凝器，所述冷凝器连接在所述排气口与所述制冷剂进口之间；第一蒸发器和第二蒸发器，所述第一蒸发器连接在所述第一吸气口与所述气液制冷剂出口之间，所述第二蒸发器连接在所述第二吸气口与所述液态制冷剂出口之间；第一节流装置和第二节流装置，所述第一节流装置设置于所述冷凝器和所述第一换热部之间，所述第二节流装置设置在所述第一换热部和所述第二蒸发器之间。

根据本发明实施例的双温制冷系统，通过闪蒸器实现纯液态制冷剂和气液两相制冷剂的分离，从而实现具备中温、低温蒸发温度的循环回路，减少了低蒸发温度回路的节流损失从而达到更佳的节能效果。

在一些实施例中，所述闪蒸器包括壳体，所述壳体内具有腔室，所述制冷剂进口、所述液态制冷剂出口和所述气液制冷剂出口与所述腔室连通，所述制冷剂进口和所述液态制冷剂出口设在所述壳体的下部，所述气液制冷剂出口设在所述腔室内气态制冷剂和液态制冷剂的交界面处。

在一些实施例中，所述制冷剂进口和所述液态制冷剂出口设在所述壳体的底部，所述制冷剂进口连接有第一连接管，所述第一连接管的一端伸入所述腔室内且低于所述气液制冷剂出口的高度，所述液态制冷剂出口设在所述壳体的底部且连接有第二连接管，所述气液制冷剂出口形成在所述壳体的侧壁上且连接有第三连接管，所述第三连接管的一端与所述气液制冷剂出口相连且所述气液制冷剂出口的开口方向水平或所述第三连接管的一端伸入所述腔室内且朝上开口。

在一些实施例中，所述第一换热部为换热器，所述换热器包括第一制冷剂进口、第二制冷剂进口、第一制冷剂出口和第二制冷剂出口，所述第一制冷剂进口连通于所述第一节流装置出口，所述第二制冷剂进口连通于所述冷凝器出口，所述第一制冷剂出口连通于所述第一蒸发器进口，所述第二制冷剂出口连通于所述第二节流装置进口。

在一些实施例中，所述第一压缩腔和所述第二压缩腔中的至少一个为可变容压缩腔。

在一些实施例中，所述第一压缩机腔为可变容压缩腔。

在一些实施例中，还包括旁通管，所述旁通管连接在所述制冷剂进口和所述第一吸气口之间且与所述第一蒸发器并联，所述旁通管上设置有旁通阀。

在一些实施例中，还包括第一通断阀、第二通断阀和第三通断阀，所述第一通断阀设在所述第一蒸发器与所述第一吸气口之间，所述第二通断阀设在所述第二蒸发器与所述第二吸气口之间，所述第三通断阀的一端连接在所述第一通断阀与所述第一吸气口之间，所述第三通断阀的另一端连接在所述第二通断阀与所述第二吸气口之间。

在一些实施例中，所述制冷剂进口处连接有第一节流装置，所述液态制冷剂出口与所述第二蒸发器之间设有第二节流装置。

在一些实施例中，所述压缩机为往复式压缩机或旋转式压缩机。

附图说明

图1是根据本发明实施例一的双温制冷系统的结构示意图；

图2是根据本发明实施例二的双温制冷系统的结构示意图；

图3是根据本发明实施例三的双温制冷系统的结构示意图；

图4是根据本发明实施例四的双温制冷系统的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的双温制冷系统中闪蒸器的结构示意图；

图6是根据本发明另一实施例的双温制冷系统中闪蒸器的结构示意图。

附图标记：

1、压缩机；12、第一压缩腔；13、第二压缩腔；14、第一吸气口；15、第二吸气口；21、冷凝器；22、第一蒸发器；23、第二蒸发器；31、第一节流装置；32、第二节流装置；5、闪蒸器；51、制冷剂进口；52、液态制冷剂出口；53、气液制冷剂出口；54、第一换热口；6、换热器；61、第一制冷剂进口；62、第二制冷剂进口；63、第一制冷剂出口；64、第二制冷剂出口。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1至图6描述根据本发明实施例的双温制冷系统。

如图1至图6所示，根据本发明实施例的双温制冷系统包括压缩机1、作为第一换热部的闪蒸器5、冷凝器21、第一蒸发器22和第二蒸发器23。

压缩机1用于压缩制冷剂，压缩机1至少具备第一压缩腔12和第二压缩腔13，压缩机1具有排气口，第一压缩腔12上设置有第一吸气口14，第二压缩腔13上设置有第二吸气口15。压缩机1上排气口的数量可以为一个，第一压缩腔12和第二压缩腔13共用同一个排气口，压缩机1上的数量也可以为多个，第一压缩腔12和第二压缩腔13分别对应不同的排气口。

闪蒸器5用于分离不同相态的制冷剂，闪蒸器5包括制冷剂进口51、液态制冷剂出口52和气液制冷剂出口53。气液混合制冷剂从制冷剂进口51进入闪蒸器5后，部分液态制冷剂从液态制冷剂出口52排出，部分液态制冷剂和气态制冷剂混合后一并从气液制冷剂出口53排出。

冷凝器21用于凝结制冷剂，冷凝器21连接在排气口与制冷剂进口51之间，从压缩机1排气口排出的气态制冷剂经冷凝器21凝结后排入闪蒸器5。

第一蒸发器22和第二蒸发器23用于蒸发制冷剂，第一蒸发器22连接在第一吸气口14与气液制冷剂出口53之间，第二蒸发器23连接在第二吸气口15与液态制冷剂出口52之间。

根据本发明实施例的双温制冷系统，通过闪蒸器实现纯液态制冷剂和气液两相制冷剂的分离，从而实现具备中温、低温蒸发温度的循环回路，减少了低蒸发温度回路的节流损失从而达到更佳的节能效果。

在一些实施例中，如图5和图6所示，闪蒸器5包括壳体，壳体内具有腔室，制冷剂进口51、液态制冷剂出口52和气液制冷剂出口53与腔室连通，制冷剂进口51和液态制冷剂出口52设在壳体的下部，气液制冷剂出口53设在腔室内气态制冷剂和液态制冷剂的交界面处。将制冷剂进口51设置在壳体底部，气液混合制冷剂进入腔室内后，气态制冷剂由于自身密度较小而上浮至腔室顶部，液态制冷剂由于自身密度较大留存在腔室底部，实现气态制冷剂和液态制冷剂的分离。液态制冷剂出口52设置在壳体底部，其不与气态制冷剂接触，使得只有液态制冷剂流入液态制冷剂出口52。气液制冷剂出口53设置在气液两项制冷剂的交界处，使得气态制冷剂和液态制冷剂同时进入气液制冷剂出口53。

可以理解的是，在本发明实施例的双温制冷系统中，制冷剂在内部管路中进行循环时，只发生相变而不改变总量。即使因气态制冷剂和液态制冷剂的比例不同，闪蒸器5内气态制冷剂和液态制冷剂的交界面也只会在一个相对较小的范围内浮动。

在一些实施例中，制冷剂进口51和液态制冷剂出口52设在壳体的底部，制冷剂进口51连接有第一连接管，第一连接管的一端伸入腔室内且低于气液制冷剂出口53的高度，液态制冷剂出口52设在壳体的底部且连接有第二连接管，气液制冷剂出口53形成在壳体的侧壁上且连接有第三连接管，第三连接管的一端与气液制冷剂出口53相连且气液制冷剂出口53的开口方向水平或第三连接管的一端伸入腔室内且朝上开口。

在一些实施例中，双温制冷系统中的第一换热部为换热器6，换热器6包括第一制冷剂进口61、第二制冷剂进口62、第一制冷剂出口63和第二制冷剂出口64，第一制冷剂进口61连通于第一节流装置31出口，第二制冷剂进口62连通于冷凝器出口，第一制冷剂出口63连通于第一蒸发器进口，第二制冷剂出口64连通于第二节流装置32进口。即，换热器6上设置有四个连接口，第一制冷剂进口61、第二制冷剂进口62、第一制冷剂出口63和第二制冷剂出口64，其中第二制冷剂进口62和第二制冷剂出口64连通并形成换热通道，第一制冷剂进口61和第二制冷剂出口64均连通于腔室，换热通道和腔室互相隔绝，流经换热通道内的制冷剂和腔室内的制冷剂进行热量交换后排出。

在一些实施例中，第一压缩腔12和第二压缩腔13中的至少一个为可变容压缩腔。通过第一压缩腔12或第二压缩腔13的变容实现压缩机1的全负荷运行和卸荷，从而实现双蒸发循环回路运行和停止的独立控制，可以随时根据两个蒸发器的蒸发温度控制各自的制冷循环开始与停止，温度控制精准，波动小，有利于食物保鲜和节能。

在一些实施例中，双温制冷系统还包括旁通管，旁通管连接在制冷剂进口51和第一吸气口14之间且与第一蒸发器22并联，旁通管上设置有旁通阀。当旁通阀关闭时，第一蒸发器22和第二蒸发器23均正常工作，当旁通阀打开时，第一蒸发器22内无制冷剂通过，闪蒸器5中气态制冷剂通过旁通阀和旁通管直接进入第一压缩腔12。此时，由于气态制冷剂被分离，不参与节流，减小了节流损失，同时不仅提高了蒸发器换热效率，也可降低压缩机1排气温度，提高压缩机1可靠性。

在一些实施例中，双温制冷系统还包括第一通断阀、第二通断阀和第三通断阀，第一通断阀设在第一蒸发器22与第一吸气口14之间，第二通断阀设在第二蒸发器23与第二吸气口15之间，第三通断阀的一端连接在第一通断阀与第一吸气口14之间，第三通断阀的另一端连接在第二通断阀与第二吸气口15之间。通过控制第一通断阀、第二通断阀和第三通断阀的开闭，能够实现第一蒸发器22和第二蒸发器23的独立工作。

在一些实施例中，制冷剂进口51处连接有第一节流装置31，液态制冷剂出口52与第二蒸发器23之间设有第二节流装置32。

在一些实施例中，压缩机1为往复式压缩机1或旋转式压缩机1。

下面参考图1至图6描述根据本发明实施例的双温制冷系统。可以理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对发明的具体限制。

实施例一：

如图1所示，双温制冷系统包括：压缩机1、冷凝器21、第一蒸发器22、第二蒸发器23和闪蒸器5。

压缩机1用于压缩制冷剂，压缩机1包括位于上部的第一压缩腔12和位于下部的第二压缩腔13，第一压缩腔12和第二压缩腔13均为可变容压缩腔。压缩机1顶部设置有一个排气口，第一压缩腔12上设置有第一吸气口14，第二压缩腔13上设置有第二吸气口15。闪蒸器5包括位于下方的制冷剂进口51、液态制冷剂出口52和位于上方的气液制冷剂出口53，通过将制冷剂进口51、液态制冷剂出口52和气液制冷剂出口53设置于不同高度，实现不同相态制冷剂的分离。冷凝器21连接在压缩机1排气口与制冷剂进口51之间。第一蒸发器22和第二蒸发器23，第一蒸发器22连接在第一吸气口14与气液制冷剂出口53之间，第二蒸发器23连接在第二吸气口15与液态制冷剂出口52之间。

闪蒸器5包括壳体，壳体内具有腔室，制冷剂进口51、液态制冷剂出口52和气液制冷剂出口53与腔室连通，制冷剂进口51和液态制冷剂出口52设在壳体的下部，气液制冷剂出口53设在腔室内气态制冷剂和液态制冷剂的交界面处。制冷剂进口51连接有第一连接管，第一连接管的一端伸入腔室内且低于气液制冷剂出口53的高度，液态制冷剂出口52设在壳体的底部且连接有第二连接管，气液制冷剂出口53形成在壳体的侧壁上且连接有第三连接管，第三连接管的一端与气液制冷剂出口53相连且气液制冷剂出口53的开口方向水平或第三连接管的一端伸入腔室内且朝上开口。

本实施例中，双温制冷系统具有三种工作模式：

第一、在第一蒸发器22和第二蒸发器23同时需要制冷时，双缸变容压缩机1的第一压缩腔12和第二压缩腔13全负荷运行，使制冷剂在第一蒸发器22和第二蒸发器23中不断进行制冷循环，并维持一定的蒸发温度。

第二、当第一蒸发器22不需要进行制冷循环，而第二蒸发器23需要保持制冷循环时，压缩机1的第一压缩腔12卸荷，第二压缩腔13仍正常运行。

第三、当第二蒸发器23不需要进行制冷循环，而第一蒸发器22需要保持制冷循环时，压缩机1的第二压缩腔13卸荷，第一压缩腔12仍正常运行。

实施例二：

如图2所示，本实施例中的双温制冷系统与实施例一中的双温制冷系统区别在于，双温制冷系统还包括旁通管，旁通管连接在制冷剂进口51和第一吸气口14之间且与第一蒸发器22并联，旁通管上设置有旁通阀。其余部分与实施例一中的双温制冷系统相同，于此不再赘述。

本实施例中，双温制冷系统具有两种工作模式：

第一、在第一蒸发器22和第二蒸发器23同时需要制冷时，关闭旁通阀。此时，第一蒸发器22和第二蒸发器23中均有制冷剂通过并产生冷量。

第二、当第一蒸发器22不需要进行制冷循环，而第二蒸发器23需要保持制冷循环时，打开旁通阀，所述压缩机1的第一压缩腔12开启变容。变容后所述压缩机1的第一压缩腔12容积减小，第一蒸发器22无制冷剂通过，闪蒸器5中气态制冷剂通过旁通阀所属旁通管进入第一压缩腔12。此时，由于气态制冷剂被气液分离，不参与节流，减小了节流损失，同时不仅提高了蒸发器换热效率，也可降低压缩机1排气温度，提高压缩机1可靠性。

实施例三：

如图3所示，本实施例中的双温制冷系统与实施例一中的双温制冷系统区别在于，还包括第一通断阀、第二通断阀和第三通断阀，第一通断阀设在第一蒸发器22与第一吸气口14之间，第二通断阀设在第二蒸发器23与第二吸气口15之间，第三通断阀的一端连接在第一通断阀与第一吸气口14之间，第三通断阀的另一端连接在第二通断阀与第二吸气口15之间。其余部分与实施例一中的双温制冷系统相同，于此不再赘述。

本实施例中，双温制冷系统具有三种工作模式：

第一、在第一蒸发器22和第二蒸发器23同时需要制冷时，打开第一通断阀和第二通断阀，同时关闭第三通断阀。此时，第一蒸发器22和第二蒸发器23中均有制冷剂通过并产生冷量。

第二、当第一蒸发器22不需要进行制冷循环，而第二蒸发器23需要保持制冷循环时，打开第三通断阀，然后关闭第一通断阀，第二通断阀保持打开状态。此时，第一蒸发器22无制冷剂通过，第二蒸发器23中流出的制冷剂同时进入两个压缩腔。

第三、当第二蒸发器23不需要进行制冷循环，而第一蒸发器22需要保持制冷循环时，打开第三通断阀，然后关闭第二通断阀，第一通断阀保持打开状态。此时，第二蒸发器23无制冷剂通过，第一蒸发器22中流出的制冷剂同时进入两个压缩腔。

实施例四：

如图4所示，本实施例中的双温制冷系统与实施例一中的双温制冷系统区别在于，双温制冷系统双温制冷系统中的第一换热部为换热器6，换热器6包括第一制冷剂进口61、第二制冷剂进口62、第一制冷剂出口63和第二制冷剂出口64，第一制冷剂进口61连通于第一节流装置31出口，第二制冷剂进口62连通于冷凝器出口，第一制冷剂出口63连通于第一蒸发器进口，第二制冷剂出口64连通于第二节流装置32进口。即，换热器6上设置有四个连接口，第一制冷剂进口61、第二制冷剂进口62、第一制冷剂出口63和第二制冷剂出口64，其中第二制冷剂进口62和第二制冷剂出口64连通并形成换热通道，第一制冷剂进口61和第二制冷剂出口64均连通于腔室，换热通道和腔室互相隔绝，流经换热通道内的制冷剂和腔室内的制冷剂进行热量交换后排出。其余工作模式部分与实施例一中的双温制冷系统相同，于此不再赘述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者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必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种双温制冷系统，其特征在于，包括：

压缩机，所述压缩机包括第一压缩腔和第二压缩腔，所述压缩机具有排气口、与所述第一压缩腔连通的第一吸气口和与所述第二压缩腔连通的第二吸气口；

第一换热部，所述第一换热部为闪蒸器，所述闪蒸器包括制冷剂进口、液态制冷剂出口和气液制冷剂出口；冷凝器，所述冷凝器连接在所述排气口与所述制冷剂进口之间；

第一蒸发器和第二蒸发器，所述第一蒸发器连接在所述第一吸气口与所述气液制冷剂出口之间，所述第二蒸发器连接在所述第二吸气口与所述液态制冷剂出口之间；

第一节流装置和第二节流装置，所述第一节流装置设置于所述冷凝器和所述第一换热部之间，所述第二节流装置设置在所述第一换热部和所述第二蒸发器之间。

2.根据权利要求1所述的双温制冷系统，其特征在于，所述闪蒸器包括壳体，所述壳体内具有腔室，所述制冷剂进口、所述液态制冷剂出口和所述气液制冷剂出口与所述腔室连通，所述制冷剂进口和所述液态制冷剂出口设在所述壳体的下部，所述气液制冷剂出口设在所述腔室内气态制冷剂和液态制冷剂的交界面处。

3.根据权利要求2所述的双温制冷系统，其特征在于，所述制冷剂进口和所述液态制冷剂出口设在所述壳体的底部，所述制冷剂进口连接有第一连接管，所述第一连接管的一端伸入所述腔室内且低于所述气液制冷剂出口的高度，所述液态制冷剂出口设在所述壳体的底部且连接有第二连接管，所述气液制冷剂出口形成在所述壳体的侧壁上且连接有第三连接管，所述第三连接管的一端与所述气液制冷剂出口相连且所述气液制冷剂出口的开口方向水平或所述第三连接管的一端伸入所述腔室内且朝上开口。

4.根据权利要求1所述的双温制冷系统，其特征在于，所述第一换热部为换热器，所述换热器包括第一制冷剂进口、第二制冷剂进口、第一制冷剂出口和第二制冷剂出口，所述第一制冷剂进口连通于所述第一节流装置出口，所述第二制冷剂进口连通于所述冷凝器出口，所述第一制冷剂出口连通于所述第一蒸发器进口，所述第二制冷剂出口连通于所述第二节流装置进口。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的双温制冷系统，其特征在于，所述第一压缩腔和所述第二压缩腔中的至少一个为可变容压缩腔。

6.根据权利要求5所述的双温制冷系统，其特征在于，所述第一压缩腔为可变容压缩腔。

7.根据权利要求6所述的双温制冷系统，其特征在于，还包括旁通管，所述旁通管连接在所述制冷剂进口和所述第一吸气口之间且与所述第一蒸发器并联，所述旁通管上设置有旁通阀。

8.根据权利要求1所述的双温制冷系统，其特征在于，还包括第一通断阀、第二通断阀和第三通断阀，所述第一通断阀设在所述第一蒸发器与所述第一吸气口之间，所述第二通断阀设在所述第二蒸发器与所述第二吸气口之间，所述第三通断阀的一端连接在所述第一通断阀与所述第一吸气口之间，所述第三通断阀的另一端连接在所述第二通断阀与所述第二吸气口之间。

9.根据权利要求1所述的双温制冷系统，其特征在于，所述第一节流装置或所述第二节流装置为毛细管、单向阀、电子膨胀阀或热力膨胀阀当中的一种或任意几种的组合。

10.根据权利要求1所述的双温制冷系统，其特征在于，所述压缩机为往复式压缩机或旋转式压缩机。

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