CN114484908A - 双级压缩机制冷系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了双级压缩机制冷系统，包括第一压缩机、第二压缩机、高温冷凝器、高温蒸发器、低温蒸发器、电磁阀、第一毛细管和第二毛细管；所述电磁阀设有第一进口、第一出口和第二出口，所述高温蒸发器设有第二进口、第三出口、第三进口和第四出口；第一压缩机与高温冷凝器连接，高温冷凝器与第一进口连接，第一出口与第一毛细管连接，第一毛细管与第二进口连接，第二出口与第三进口连接，第四出口与第二毛细管连接，第二毛细管与低温蒸发器连接，低温蒸发器与第二压缩机连接，第二压缩机与第三出口汇合并与第一压缩机连接。还公开了双级压缩机制冷系统控制方法，包括六种控制模式，可以根据使用需求随意切换。

Description

双级压缩机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，具体而言，涉及一种双级压缩机制冷系统及其控制方法。
背景技术
冰箱是最常见的制冷设备之一，广泛应用于生活或者生产中。现有的冰箱大多采用单级压缩制冷系统，即制冷系统中只有一级压缩机，极少的冰箱采用双级压缩制冷系统，与单级压缩制冷系统相比，双级压缩制冷系统中制冷剂经过两级压缩，使制冷剂的压力相对平稳，提高了制冷效率，同时使压缩机的功耗相对减少。现有的双级压缩制冷系统，控制模式单一，无法根据不同的间室温度匹配相适应的制冷量，往往会造成间室实际温度比设定温度低，需要进行温度补偿，导致冰箱能耗增大。
对此，有必要对现有技术进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提出双级压缩机制冷系统，以解决现有技术中双级压缩制冷系统，控制模式单一，无法根据不同的间室温度匹配相适应制冷量的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术解决方案是：
双级压缩机制冷系统，包括第一压缩机、第二压缩机、高温冷凝器、高温蒸发器、低温蒸发器、电磁阀、第一毛细管和第二毛细管；
所述电磁阀为三通电磁阀，设有第一进口至第一出口的第一路、第一进口至第二出口的第二路以及第一出口至第二出口的第三路，所述高温蒸发器为两进两出蒸发器，设有第二进口至第三出口的第四路以及第三进口至第四出口的第五路；
第一压缩机的喷气口与高温冷凝器连接，高温冷凝器与第一进口连接，第一出口与第一毛细管连接，第一毛细管与第二进口连接，第二出口与第三进口连接，第四出口与第二毛细管连接，第二毛细管与低温蒸发器连接，低温蒸发器与第二压缩机的吸气口连接，第二压缩机的排气口与第三出口汇合并与第一压缩机的吸气口连接。
此外，本发明的另一个目的在于提出双级压缩机制冷系统控制方法，其采用如下技术方案：
双级压缩机制冷系统控制方法，采用如上所述的双级压缩机制冷系统，所述控制方法包括如下控制模式：
模式一：第一压缩机启动，第二压缩机启动，电磁阀控制第一路导通、第二路导通以及第三路关闭，该模式下实现高温区和低温区同时制冷，且通过补气增焓提高制冷效率；
模式二：第一压缩机启动，第二压缩机关闭，电磁阀控制第一路导通、第二路关闭以及第三路关闭，该模式下实现高温区制冷；
模式三：第一压缩机启动，第二压缩机关闭，电磁阀控制第一路关闭、第二路导通以及第三路关闭，该模式下实现低温区制冷同时兼顾高温蒸发器化霜；
模式四：第一压缩机关闭，第二压缩机启动，电磁阀控制第一路关闭、第二路关闭以及第三路导通，该模式下实现高温蒸发器化霜同时兼顾低温区制冷；
模式五：第一压缩机关闭，第二压缩机启动，电磁阀控制第一路关闭、第二路导通以及第三路关闭，该模式下实现低温区制冷同时兼顾高温蒸发器化霜；
模式六：第一压缩机启动，第二压缩机启动，电磁阀控制第一路关闭、第二路导通以及第三路关闭，该模式下实现低温区制冷同时兼顾高温蒸发器化霜。
优选地，所述模式一中：制冷剂由第一压缩机排出，然后依次经过高温冷凝器、第一路、第一毛细管和第四路，同时制冷剂还依次经过第二路、第五路、第二毛细管和低温蒸发器，然后进入第二压缩机压缩，第四路的制冷剂和第二压缩机排出的制冷剂回合后进入第一压缩机压缩，重复循环。
优选地，所述模式二中：制冷剂由第一压缩机排出，然后依次经过高温冷凝器、第一路、第一毛细管和第四路，最后进入第一压缩机压缩，重复循环。
优选地，所述模式三中：制冷剂由第一压缩机排出，然后依次经过高温冷凝器、第二路、第五路、第二毛细管、低温蒸发器和第二压缩机，最后进入第一压缩机压缩，重复循环。
优选地，所述模式四中：制冷剂由第二压缩机排出，由高温蒸发器的第三出口进入，并由第二进口排出，然后依次经过第一毛细管、第三路、第五路、第二毛细管和低温蒸发器，最后进入第二压缩机压缩，重复循环。
优选地，所述模式五中：制冷剂由第二压缩机排出，然后依次经过第一压缩机、高温冷凝器、第二路、第五路、第二毛细管和低温蒸发器，最后进入第二压缩机压缩，重复循环。
优选地，所述模式六中：制冷剂由第一压缩机排出，然后依次经过高温冷凝器、第二路、第五路、第二毛细管和低温蒸发器，之后进入第二压缩机压缩，最后进入第一压缩机压缩，重复循环。
与现有技术相比本发明具如下有益效果：
本发明具有六种不同的控制模式，可以根据使用需求随意切换，能够根据不同的间室温度匹配相适应制冷量，既具大制冷量的控制模式，也具有小制冷量的控制模式，另外还具有化霜模式，取代传统的加热丝化霜。
附图说明
为了更清楚地说明本发明技术方案，下面将对实施方式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方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明模式一控制原理图。
图2是本发明模式二控制原理图。
图3是本发明模式三控制原理图。
图4是本发明模式四控制原理图。
图5是本发明模式五控制原理图。
图6是本发明模式六控制原理图。
图中：1、第一压缩机；2、第二压缩机；3、高温冷凝器；4、高温蒸发器；5、低温蒸发器；6、电磁阀；7、第一毛细管；8、第二毛细管；a、第一进口；b、第一出口；c、第二出口；d、第二进口；e、第三出口；f、第三进口；g、第四出口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
如图1至图6任意一附图所示，本发明优选的实施例提供了一种双级压缩机制冷系统，包括第一压缩机1、第二压缩机2、高温冷凝器3、高温蒸发器4、低温蒸发器5、电磁阀6、第一毛细管7和第二毛细管8。
其中，电磁阀6为三通电磁阀，设有第一进口a至第一出口b的第一路、a第一进口至第二出口c的第二路以及第一出口b至第二出口c的第三路，电磁阀6能够控制第一路、第二路以及第三路任意一路的单独开启或者关闭，电磁阀6还能控制第一路和第二路开启，同时控制第三路关闭。上述电磁阀6属于本领域的常规电磁阀。
其中，高温蒸发器4为两进两出蒸发器，具体的，高温蒸发器4上设有第二进口d、第三进口f、第三出口e和第四出口g，即设有第二进口d至第三出口e的第四路以及第三进口f至第四出口g的第五路。
进一步地，第一压缩机1的喷气口与高温冷凝器3连接，高温冷凝器3与电磁阀6的第一进口a连接，电磁阀6的第一出口b与第一毛细管7连接，第一毛细管7与高温蒸发器4的第二进口d连接。电磁阀6的第二出口c与高温蒸发器4的第三进口f连接，高温蒸发器4的第四出口g与第二毛细管8连接，第二毛细管8与低温蒸发器5连接，低温蒸发器5与第二压缩机2的吸气口连接，第二压缩机2的排气口与高温蒸发器4的第三出口e汇合并与第一压缩机1的吸气口连接。具体的，上述各部件之间的连接通过管路连接。
实施例二
本发明优选的实施例提供了一种双级压缩机制冷系统控制方法，采用实施例一所述的双级压缩机制冷系统，该控制方法包括如下控制模式：
如图1所示，控制模式一：第一压缩机1启动，第二压缩机2启动，电磁阀6控制第一路导通、第二路导通以及第三路关闭。制冷剂由第一压缩机1压缩后排出，然后依次经过高温冷凝器3、电磁阀6中的第一路、第一毛细管7和高温蒸发器4中的第四路，同时制冷剂还依次经过电磁阀6中的第二路、高温蒸发器4中的第五路、第二毛细管8和低温蒸发器5，然后进入第二压缩机2压缩，高温蒸发器4中第四路排出的制冷剂和第二压缩机2排出的制冷剂回合后进入第一压缩机1压缩，重复以上循环。
该模式下能够实现高温区和低温区同时制冷，比如高温蒸发器4用于给冰箱的冷藏间室制冷，低温蒸发器5用于给冰箱的冷冻间室制冷，另外，通过补气增焓提高制冷效率，补气增焓即高温蒸发器4中第四路排出的制冷剂补充到第二压缩机2排出的制冷剂。
如图2所示，控制模式二：第一压缩机1启动，第二压缩机2关闭，电磁阀6控制第一路导通、第二路关闭以及第三路关闭。制冷剂由第一压缩机1压缩后排出，然后依次经过高温冷凝器3、电磁阀6中的第一路、第一毛细管7和高温蒸发器4中的第四路，最后进入第一压缩机1压缩，重复以上循环。
该模式下仅实现高温区制冷，即高温蒸发器4参与上述循环，实现制冷，低温蒸发器5不工作，比如可用于冰箱外界环境温度较低，不需要大的制冷量。
如图3所示，控制模式三：第一压缩机1启动，第二压缩机2关闭，电磁阀6控制第一路关闭、第二路导通以及第三路关闭。制冷剂由第一压缩机1压缩后排出，然后依次经过高温冷凝器3、电磁阀6中的第二路、高温蒸发器4中的第五路、第二毛细管8、低温蒸发器5和第二压缩机2，最后进入第一压缩机1压缩，重复以上循环。
该模式的主要功能是实现低温区制冷同时兼顾高温蒸发器化霜，该模式下高温蒸发器4相当于冷凝器，具有冷凝器的功能，进而实现高温蒸发器化霜，代替了现有技术中需要在蒸发器上缠绕加热丝进行化霜。同时，该模式下，具有双冷凝器，使低温蒸发器5的制冷效率相对较高。
如图4所示，控制模式四：第一压缩机1关闭，第二压缩机2启动，电磁阀6控制第一路关闭、第二路关闭以及第三路导通。制冷剂由第二压缩机2压缩后排出，由高温蒸发器4的第三出口e进入，并由第二进口d排出，然后依次经过第一毛细管7、电磁阀6中的第三路、高温蒸发器4中的第五路、第二毛细管8和低温蒸发器5，最后进入第二压缩机2压缩，重复以上循环。
该模式的主要功能是实现高温蒸发器化霜，同时兼顾低温区制冷，该模式下高温蒸发器4相当于冷凝器，具有冷凝器的功能，进而实现高温蒸发器化霜，代替了现有技术中需要在蒸发器上缠绕加热丝进行化霜，需要说明的是，该模式下高温蒸发器4并不是真正意义上的冷凝器，不能完全取代泠凝器，所以导致低温蒸发器5的制冷效率不高。
如图5所示，控制模式五：第一压缩机1关闭，第二压缩机2启动，电磁阀6控制第一路关闭、第二路导通以及第三路关闭。制冷剂由第二压缩机2压缩后排出，然后依次经过第一压缩机1、高温冷凝器3、电磁阀6中的第二路、高温蒸发器4中的第五路、第二毛细管8和低温蒸发器5，最后进入第二压缩机2压缩，重复以上循环。
该模式的主要功能是实现低温区制冷同时兼顾高温蒸发器化霜，该模式下高温蒸发器4相当于冷凝器，具有冷凝器的功能，进而实现高温蒸发器化霜，代替了现有技术中需要在蒸发器上缠绕加热丝进行化霜。同时，该模式下，具有双冷凝器，使低温蒸发器5的制冷效率相对较高。
如图6所示，控制模式六：第一压缩机1启动，第二压缩机2启动，电磁阀6控制第一路关闭、第二路导通以及第三路关闭。制冷剂由第一压缩机1压缩后排出，然后依次经过高温冷凝器3、电磁阀6中的第二路、高温蒸发器4中的第五路、第二毛细管8和低温蒸发器5，之后进入第二压缩机2压缩，最后进入第一压缩机1压缩，重复以上循环。
该模式的主要功能是实现低温区制冷同时兼顾高温蒸发器化霜，该模式下高温蒸发器4相当于冷凝器，具有冷凝器的功能，进而实现高温蒸发器化霜，代替了现有技术中需要在蒸发器上缠绕加热丝进行化霜。同时，该模式下，具有双冷凝器，使低温蒸发器5的制冷效率更高。另外，需要说明的是，控制模式六第一压缩机和第二压缩机同时工作，相对于控制模式三和控制模式五制冷效率更高。
综上所述，本发明双级压缩机制冷系统具有六种控制模式，可以根据使用需求随意切换，能够根据不同的间室温度匹配相适应制冷量，既具大制冷量的控制模式，也具有小制冷量的控制模式，另外还具有化霜模式，取代传统的加热丝化霜。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.双级压缩机制冷系统，其特征在于，包括第一压缩机、第二压缩机、高温冷凝器、高温蒸发器、低温蒸发器、电磁阀、第一毛细管和第二毛细管；
所述电磁阀为三通电磁阀，设有第一进口至第一出口的第一路、第一进口至第二出口的第二路以及第一出口至第二出口的第三路，所述高温蒸发器为两进两出蒸发器，设有第二进口至第三出口的第四路以及第三进口至第四出口的第五路；
第一压缩机的喷气口与高温冷凝器连接，高温冷凝器与第一进口连接，第一出口与第一毛细管连接，第一毛细管与第二进口连接，第二出口与第三进口连接，第四出口与第二毛细管连接，第二毛细管与低温蒸发器连接，低温蒸发器与第二压缩机的吸气口连接，第二压缩机的排气口与第三出口汇合并与第一压缩机的吸气口连接。
2.双级压缩机制冷系统控制方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的双级压缩机制冷系统，所述控制方法包括如下控制模式：
模式一：第一压缩机启动，第二压缩机启动，电磁阀控制第一路导通、第二路导通以及第三路关闭，该模式下实现高温区和低温区同时制冷，且通过补气增焓提高制冷效率；
模式二：第一压缩机启动，第二压缩机关闭，电磁阀控制第一路导通、第二路关闭以及第三路关闭，该模式下实现高温区制冷；
模式三：第一压缩机启动，第二压缩机关闭，电磁阀控制第一路关闭、第二路导通以及第三路关闭，该模式下实现低温区制冷同时兼顾高温蒸发器化霜；
模式四：第一压缩机关闭，第二压缩机启动，电磁阀控制第一路关闭、第二路关闭以及第三路导通，该模式下实现高温蒸发器化霜同时兼顾低温区制冷；
模式五：第一压缩机关闭，第二压缩机启动，电磁阀控制第一路关闭、第二路导通以及第三路关闭，该模式下实现低温区制冷同时兼顾高温蒸发器化霜；
模式六：第一压缩机启动，第二压缩机启动，电磁阀控制第一路关闭、第二路导通以及第三路关闭，该模式下实现低温区制冷同时兼顾高温蒸发器化霜。
3.根据权利要求2所述的双级压缩机制冷系统控制方法，其特征在于，所述模式一中：制冷剂由第一压缩机排出，然后依次经过高温冷凝器、第一路、第一毛细管和第四路，同时制冷剂还依次经过第二路、第五路、第二毛细管和低温蒸发器，然后进入第二压缩机压缩，第四路的制冷剂和第二压缩机排出的制冷剂回合后进入第一压缩机压缩，重复循环。
4.根据权利要求2所述的双级压缩机制冷系统控制方法，其特征在于，所述模式二中：制冷剂由第一压缩机排出，然后依次经过高温冷凝器、第一路、第一毛细管和第四路，最后进入第一压缩机压缩，重复循环。
5.根据权利要求2所述的双级压缩机制冷系统控制方法，其特征在于，所述模式三中：制冷剂由第一压缩机排出，然后依次经过高温冷凝器、第二路、第五路、第二毛细管、低温蒸发器和第二压缩机，最后进入第一压缩机压缩，重复循环。
6.根据权利要求2所述的双级压缩机制冷系统控制方法，其特征在于，所述模式四中：制冷剂由第二压缩机排出，由高温蒸发器的第三出口进入，并由第二进口排出，然后依次经过第一毛细管、第三路、第五路、第二毛细管和低温蒸发器，最后进入第二压缩机压缩，重复循环。
7.根据权利要求2所述的双级压缩机制冷系统控制方法，其特征在于，所述模式五中：制冷剂由第二压缩机排出，然后依次经过第一压缩机、高温冷凝器、第二路、第五路、第二毛细管和低温蒸发器，最后进入第二压缩机压缩，重复循环。
8.根据权利要求2所述的双级压缩机制冷系统控制方法，其特征在于，所述模式六中：制冷剂由第一压缩机排出，然后依次经过高温冷凝器、第二路、第五路、第二毛细管和低温蒸发器，之后进入第二压缩机压缩，最后进入第一压缩机压缩，重复循环。
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