制冷装置的制作方法

本发明属于制冷技术领域，具体而言，涉及一种制冷装置。

背景技术：

为了提高制冷装置在超低温环境下的稳定性，一部分的制冷装置选择了两级压缩系统，其缺点是综合应用能效低。发明人研究发现，相关技术中，两级压缩系统无法根据负荷情况选择工作模式，导致能效低，影响能效的重要原因是，运行环境复杂多变，而两级压缩的高压侧和低压侧的压缩机缸比固定，而两级压缩系统在压比较低的工况下，能效不高。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种，所述

根据本发明实施例的制冷装置，包括：第一压缩机、第二压缩机、第一换热器、第二换热器和闪发器；所述闪发器连接在所述第一换热器的一端与所述第二换热器的一端之间，且所述闪发器的排气端口与所述第一压缩机的吸气口相连；所述第一换热器的另一端与所述第一压缩机的排气口相连且与所述第二压缩机的排气口可选择性地相连；所述第二换热器的另一端与所述第二压缩机的吸气口相连且与所述第一压缩机的吸气口可选择性地相连；所述第二压缩机的排气口与所述第一换热器的所述另一端可选择性地相连。

根据本发明实施例的制冷装置，具有多种工作模式，以适应各种负荷要求，运行范围广，且制冷装置的实际运行能效高，节能效果好。

根据本发明一个实施例的制冷装置，还包括：截止阀，所述截止阀连接在所述第一压缩机的吸气口与所述第二换热器的所述另一端之间，且位于所述第一压缩机的吸气口与所述第二压缩机的吸气口之间，其中在所述第二压缩机关闭时，所述截止阀处于连通状态，在所述第二压缩机运行时，所述截止阀处于切断状态。

具体地，所述截止阀为电磁阀。

根据本发明一个实施例的制冷装置，还包括：切换阀，所述切换阀包括阀口a、阀口b、阀口c，所述阀口a与所述第二压缩机的排气口相连，所述阀口b与所述第一压缩机的吸气口相连，所述阀口c与所述第一换热器的所述另一端相连，所述阀口a可选择性地与所述阀口b或所述阀口c连通。

可选地，所述阀口b与所述闪发器相连且通过所述闪发器的所述排气端口与所述第一压缩机的吸气口连通。

进一步地，所述闪发器具有端口d，所述端口d浸没在所述闪发器内的冷媒液面下。

可选地，所述阀口b与所述第一压缩机的吸气口直接连通。

可选地，所述的制冷装置还包括：混合罐，所述闪发器的所述排气端口、所述阀口b、所述第二换热器的所述另一端均通过所述混合罐与所述第一压缩机的吸气口相连。

根据本发明一个实施例的制冷装置，所述闪发器具有端口e和端口f，所述端口e和所述端口f均浸没在所述闪发器内的冷媒液面下，且所述端口e与所述第二换热器的所述一端相连，所述端口f与所述第一换热器的所述一端相连。

根据本发明一个实施例的制冷装置，所述闪发器的所述排气端口与所述第一压缩机的吸气口之间设有从所述闪发器到所述第一压缩机单向导通的逆止元件。

根据本发明一个实施例的制冷装置，还包括：控制阀，所述控制阀具有阀口h、阀口i、阀口j、阀口k，所述阀口h与所述第一压缩机的排气口相连且与所述第二压缩机的排气口可选择性地相连，所述阀口i与所述第一换热单元的所述另一端相连，所述阀口j与所述第二换热单元的所述另一端相连，所述阀口k与所述第二压缩机的吸气口相连且与所述第一压缩机的吸气口可选择性地相连。

根据本发明一个实施例的制冷装置，还包括：设置在所述第一换热器上的第一温度传感器和设置在所述第二换热器的进风处的第二温度传感器，在制热模式下，T2≤t2，且T1≥t1时，所述第二压缩机的排气口与所述第一压缩机的吸气口连通，其中，T1为所述第一温度传感器的检测值，T2为所述第二温度传感器的检测值，t1为第一预设温度值，t2为第二预设温度值。

优选地，满足：t1≥45℃，t2≤-5℃。

根据本发明一个实施例的制冷装置，所述第一压缩机和所述第二压缩机均为定速压缩机，满足：0.20≤V1/V2≤0.85，V1为所述第一压缩机的排气容积，V2为所述第二压缩机的排气容积。

根据本发明一个实施例的制冷装置，所述第一压缩机为定速压缩机，所述第二压缩机为变频压缩机，满足：V1≤V25，V1为所述第一压缩机的排气容积，V2为所述第二压缩机的排气容积。

根据本发明一个实施例的制冷装置，所述第一压缩机为定速压缩机，所述第二压缩机为定速双缸变容压缩机，满足：0.20≤V1/V2≤0.70，0.05≤V1/V3≤0.35，V1为所述第一压缩机的排气容积，V2为所述第二压缩机的最小排气容积，V3为所述第二压缩机的最大排气容积。

根据本发明一个实施例的制冷装置，所述第一压缩机为定速压缩机，所述第二压缩机为定速双缸变容压缩机，满足：0.50≤V1/V2≤0.85，0.25≤V1/V3≤0.55，V1为所述第一压缩机的排气容积，V2为所述第二压缩机的最小排气容积，V3为所述第二压缩机的最大排气容积。

根据本发明一个实施例的制冷装置，所述第一压缩机为定速双缸变容压缩机，所述第二压缩机为变频变容压缩机，满足：V1≤V3，V2≤V4，V1为所述第一压缩机的最小排气容积，V2为所述第一压缩机的最大排气容积，V3为所述第二压缩机的最小排气容积，V4为所述第二压缩机的最大排气容积。

根据本发明一个实施例的制冷装置，所述制冷装置具有第一工作模式，且在所述第一工作模式下，所述第一压缩机运行，所述第二压缩机关闭，所述第一压缩机的吸气口与所述第二换热器的所述另一端连通。

根据本发明一个实施例的制冷装置，所述制冷装置具有第二工作模式，且在所述第二工作模式下，所述第二压缩机运行，所述第一压缩机关闭，所述第一压缩机的吸气口与所述第二换热器的所述另一端切断，所述第二压缩机的排气口与所述第一换热器的所述另一端连通。

根据本发明一个实施例的制冷装置，所述制冷装置具有第三工作模式，且在所述第三工作模式下，所述第一压缩机和所述第二压缩机均运行，所述第一压缩机的吸气口与所述第二换热器的所述另一端切断，所述第二压缩机的排气口与所述第一压缩机的吸气口连通。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一种实施例的制冷装置的结构示意图；

图2是根据本发明另一种实施例的制冷装置的结构示意图；

图3是根据本发明又一种实施例的制冷装置的结构示意图。

附图标记：

制冷装置100，

第一压缩机1，第二压缩机2，第一换热器3，第二换热器4，闪发器5，截止阀6，切换阀7，控制阀8，逆止元件9，混合罐10，第一节流元件11，第二节流元件12，第一温度传感器13，第二温度传感器14。

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，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，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”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，也可以是电连接；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。

下面参考图1-图3描述根据本发明实施例的制冷装置100。

如图1-图3所示，根据本发明一个实施例的制冷装置100包括：第一压缩机1、第二压缩机2、第一换热器3、第二换热器4和闪发器5。

其中，闪发器5连接在第一换热器3的一端(例如，图1-图3中的左端)与第二换热器4的一端(例如，图1-图3中的左端)之间。闪发器5用于将处于两相区的冷媒进行气液分离，比如闪发器5可以具有端口e和端口f，端口e和端口f均浸没在闪发器5内的冷媒液面下，且端口e与第二换热器4的一端相连，端口f与第一换热器3的一端相连。

进一步地，闪发器5与第一换热器3之间设有第一节流元件11，闪发器5与第二换热器4之间设有第二节流元件12，第一节流元件11和第二节流元件12用于对制冷装置100中的冷媒进行节流降压。

闪发器5的排气端口g与第一压缩机1的吸气口相连，闪发器5内具有气相空间，排气端口g可以设在闪发器5的上部，且与气相空间相连，闪发器5内的冷媒蒸汽可以通过排气端口g与第一压缩机1的吸气口相连，闪发器5的排气端口g与第一压缩机1的吸气口之间可以设有逆止元件9，逆止元件9从闪发器5到第一压缩机1单向导通，以防止冷媒逆流。

第一换热器3的另一端(例如，图1-图3中的右端)与第一压缩机1的排气口相连，且第一换热器3的上述另一端与第二压缩机2的排气口可选择性地相连，第二换热器4的另一端(例如，图1-图3中的右端)与第二压缩机2的吸气口相连，且第二换热器4的另一端与第一压缩机1的吸气口可选择性地相连，第二压缩机2的排气口与第一压缩机1的吸气口可选择性地相连，在第二压缩机2的排气口与第一压缩机1的吸气口相连时，可以是直接相连(例如，图2)，也可以是间接的相连(例如，图1和图3)。

第一压缩机1可选择性地运行或关闭，第二压缩机2可选择性地运行或关闭。

可以理解的是，通过控制第一压缩机1和第二压缩机2的运行状态及第一压缩机1和第二压缩机2与其他部件的连接关系，可以调节制冷装置100的工作模式，从而根据负荷情况，选择运行模式。

根据本发明实施例的制冷装置100，具有多种工作模式，以适应各种负荷要求，运行范围广，且制冷装置100的实际运行能效高，节能效果好。

参照图1-图3，制冷装置100还可以包括：截止阀6，截止阀6连接在第一压缩机1的吸气口与第二换热器4的另一端之间，且截止阀6位于第一压缩机1的吸气口与第二压缩机2的吸气口之间。其中在第二压缩机2关闭时，截止阀6处于连通状态，此时第一压缩机1的吸气口与第二压缩机2的上述另一端相连；在第二压缩机2运行时，截止阀6处于切断状态，此时第一压缩机1的吸气口与第二压缩机2的上述另一端被切断。具体地，截止阀6可以为电磁阀，这样便于灵敏地控制其通断。

参照图1-图3，制冷装置100还可以包括：切换阀7，切换阀7包括阀口a、阀口b、阀口c，阀口a与第二压缩机2的排气口相连，阀口b与第一压缩机1的吸气口相连(直接或间接)，阀口c可以与第一换热器3的另一端相连，阀口c与第一压缩机1的排气口相连，阀口a可选择性地与阀口b或阀口c连通。切换阀7可以具有两种连通状况：阀口a-阀口b，阀口a-阀口c，通过切换阀口之间的连接关系，可以调节第二压缩机2的排气口的连接状况，切换阀7可以为三通阀。

在本发明的一个具体的实施例中，如图1所示，阀口b可以与闪发器5相连且通过闪发器5的排气端口与第一压缩机1的吸气口连通，闪发器5具有端口d，端口d浸没在闪发器5内的冷媒液面下。这样，第二压缩机2的排气可以在闪发器5中，与液态冷媒换热，变为饱和气体，并同闪发器5中气体一起通入第一压缩机1的吸气口。

在本发明的另一个具体的实施例中，如图2所示，阀口b与第一压缩机1的吸气口直接连通。同图1所示的实施例相比，第二压缩机2的排气不进入闪发器5与液态冷媒混合，而是直接同从闪发器5的排气端口g排出的饱和气体混合，然后进入第一压缩机1。

在本发明的又一个具体的实施例中，如图3所示，制冷装置100还包括：混合罐10，闪发器5的排气端口、阀口b、第二换热器4的上述另一端均通过混合罐10与第一压缩机1的吸气口相连。具体地，混合罐10具有4个端口，这4个端口分别连接第一压缩机1的吸气口、切换阀7的阀口b、电磁阀、闪发器5的排气端口g，混合罐10可以使第二压缩机2的排气和从闪发器5分离出的饱和气体充分混合，储液，并起到缓冲作用，降低脉动。

进一步地，根据制冷装置100的实际需求，制冷装置100还可以包括：控制阀8，例如四通阀，以达到冷热切换的目的。具体地，控制阀8具有阀口h、阀口i、阀口j、阀口k，阀口h与第一压缩机1的排气口相连，阀口h与第二压缩机2的排气口可选择性地相连，比如阀口h与切换阀7的阀口c相连，阀口i与第一换热单元的上述另一端相连，阀口j与第二换热单元的上述另一端相连，阀口k与第二压缩机2的吸气口相连，阀口k与第一压缩机1的吸气口可选择性地相连，比如阀口k与电磁阀相连。

当阀口h与阀口i连通，且阀口j与阀口k连通时，制冷装置100100进行制冷，第一换热器3相当于冷凝器，第二换热器4相当于蒸发器；当阀口h与阀口j连通，且阀口i与阀口k连通时，制冷装置100100进行制热。

当然，也可以不设置控制阀8，此时制冷装置100可以仅具有制冷功能。

在制冷装置100具备制热功能时，如图1-图3所示，制冷装置100还包括：第一温度传感器13和第二温度传感器14，第一温度传感器13设置在第一换热器3上，第二温度传感器14设置在第二换热器4的进风处，在制热模式下，T2≤t2，且T1≥t1时，第二压缩机2的排气口与第一压缩机1的吸气口连通，其中，T1为第一温度传感器13的检测值，T2为第二温度传感器14的检测值，t1为第一预设温度值，t2为第二预设温度值，优选地，满足：t1≥45℃，t2≤-5℃。

可以理解的是，在制热模式下，第一压缩机1与第二压缩机2可以先并联连接，当温度上来后，第一压缩机1与第二压缩机2改为串联，切换阀7的阀口a与阀口b连通，制冷装置100进入二级压缩模式，以提供制冷装置100的工作稳定性和能效。

第一压缩机1和第二压缩机2可以有多种组合形式，下面介绍其中的几种。

在第一种组合形式中，第一压缩机1和第二压缩机2可以均为定速压缩机，满足：0.20≤V1/V2≤0.85，V1为第一压缩机1的排气容积，V2为第二压缩机2的排气容积。

在第二种组合形式中，第一压缩机1为定速压缩机，第二压缩机2为变频压缩机，满足：V1≤V2，V1为第一压缩机1的排气容积，V2为第二压缩机2的排气容积。

在第三种组合形式中，第一压缩机1为定速压缩机，第二压缩机2为定速双缸变容压缩机，满足：0.20≤V1/V2≤0.70，0.05≤V1/V3≤0.35，V1为第一压缩机1的排气容积，V2为第二压缩机2的最小排气容积，V3为第二压缩机2的最大排气容积。

在第四种组合形式中，第一压缩机1为定速压缩机，第二压缩机2为定速双缸变容压缩机，满足：0.50≤V1/V2≤0.85，0.25≤V1/V3≤0.55，V1为第一压缩机1的排气容积，V2为第二压缩机2的最小排气容积，V3为第二压缩机2的最大排气容积。

在第五种组合形式中，第一压缩机1为定速双缸变容压缩机，第二压缩机2为变频变容压缩机，满足：V1≤V3，V2≤V4，V1为第一压缩机1的最小排气容积，V2为第一压缩机1的最大排气容积，V3为第二压缩机2的最小排气容积，V4为第二压缩机2的最大排气容积。

本发明实施例的制冷装置100至少具有如下工作模式。

制冷装置100具有第一工作模式，且在第一工作模式下，第一压缩机1运行，第二压缩机2关闭，第一压缩机1的吸气口与第二换热器4的另一端连通。

也就是说，在第一工作模式下，第一压缩机1单独运行，制冷或制热运行条件下，当负荷较小或提高能效测试时，可以选择该模式，其循环为：第一压缩机1-控制阀8(h-i)-第一换热单元-第一节流元件11-闪发器5，两相态冷媒进入闪发器5，气液分离，气体路径为闪发器5端口g-逆止元件9-第一压缩机1的吸气口；液态路径为闪发器5端口e-第二节流元件12-第二换热单元-控制阀8(j-k)-截止阀6-第一压缩机1的吸气口。此时第二压缩机2不启动，且切换阀7的阀口a与阀口b连通。

制冷装置100具有第二工作模式，且在第二工作模式下，第二压缩机2运行，第一压缩机1关闭，第一压缩机1的吸气口与第二换热器4的另一端切断，第二压缩机2的排气口与第一换热器3的另一端连通。

也就是说，在第二工作模式下，第二压缩机2单独运行，制冷或制热运行条件下，当负荷较第一工作模式稍重时，选择该模式，其循环为：第二压缩机2-切换阀7(a-c)-控制阀8(h-i)-第一换热单元-第一节流元件11-闪发器5(f-e)-第二节流元件12-第二换热单元-控制阀8(j-k)-第二压缩机2。此时第一压缩机1不启动，截止阀6处于关闭状态，逆止元件9处于反向逆止工作状态。

制冷装置100具有第三工作模式，且在第三工作模式下，第一压缩机1和第二压缩机2均运行，第一压缩机1的吸气口与第二换热器4的另一端切断，第二压缩机2的排气口与第一压缩机1的吸气口连通。

也就是说，在第三工作模式下，制冷装置100实现二级压缩，具体地，在压比大于6.5以上时，选择两级压缩模式，其循环为：第二压缩机2-切换阀7(a-b)-第一压缩机1的吸气口，其中，在图1所示的实施例中，切换阀7(a-b)-闪发器5端口d，在闪发器5中，与液态冷媒换热，变为饱和气体，同闪发器5中气体一起从闪发器5端口g-逆止元件9-第一压缩机1的吸气口，在图2所示的实施例中，线路切换阀7(a-b)-第一压缩机1的吸气口与线路闪发器5端口d-逆止元件9-第一压缩机1的吸气口在第一压缩机1的吸气口处混合，在图3所示的实施例中，切换阀7(a-b)-混合罐10-第一压缩机1的吸气口，闪发器5端口g-逆止元件9-混合罐10-第一压缩机1的吸气口，冷媒进入第一压缩机1后的路径为，第一压缩机1-控制阀8(h-i)-第一换热单元-第一节流元件11-闪发器5端口f，在闪发器5中，气液分离，气体从闪发器5上部端口g排出，液体冷媒从闪发器5端口e-第二节流元件12-第二换热单元-控制阀8(j-k)-第二压缩机2。此时截止阀6处于关闭截止状态。

根据本发明实施例的制冷装置100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。