复叠式制冷系统的制作方法

1.本实用新型涉及制冷设备技术领域，尤其涉及一种复叠式制冷系统。


背景技术：

2.复叠式制冷循环是将较大的总温差分割成两段或若干段，根据每段的温区选择适宜的冷媒循环，然后将它们叠加起来，用高温级的制冷量来承担低温级的冷凝负荷，从而获取较低制冷温度的方式。
3.当前的复叠式制冷系统使用热力膨胀阀进行冷媒的流量调节，热力膨胀阀为机械式膨胀阀，依靠膜片受热形变来实现流量控制，存在严重的滞后性，即从冷媒温度过高需要增大流量到膜片完成形变实现流量调节往往需要较长的时间。
4.由于热力膨胀阀难以实现冷媒流量快速调节，因此，复叠式制冷系统的供冷量稳定性较差，供冷量稳定性差也带来了能耗较高的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的一个目的在于，提供一种复叠式制冷系统，能有效解决传统的复叠式制冷系统冷媒调节不及时导致的供冷量不稳定问题。
6.为达以上目的，本实用新型提供一种复叠式制冷系统，包括；
7.第一制冷系统，包括依次连通的第一压缩机、热交换器、电子膨胀阀和第一蒸发器；
8.第二制冷系统，通过所述热交换器与所述第一制冷系统进行热量交换；
9.第一感测组件，用于感测所述第一压缩机的回气参数；
10.第二感测组件，用于感测所述第一蒸发器的蒸发参数；
11.控制装置，分别与所述电子膨胀阀、第一感测组件和第二感测组件三者电连接，用于根据所述第一感测组件和第二感测组件二者的感测结果对所述电子膨胀阀的开度进行调节。
12.可选的，所述第一压缩机与所述热交换器之间还设有第一冷凝器。
13.可选的，所述热交换器包括位于所述第一压缩机与电子膨胀阀之间的高温换热流道和用于与所述高温换热流道进行热量交换的低温换热流道。
14.可选的，所述第二制冷系统包括第二压缩机、第二冷凝器和节流装置；
15.所述第二压缩机、第二冷凝器、节流装置和低温换热流道依次连通。
16.可选的，所述第一感测组件包括第一温度传感器，所述回气参数包括进入所述第一压缩机的冷媒的回气温度。
17.可选的，所述第一感测组件包括压力传感器，所述回气参数包括进入所述第一压缩机的冷媒的回气压力。
18.可选的，所述第二感测组件包括第二温度传感器，所述蒸发参数包括所述第一蒸发器的蒸发温度。
19.可选的，所述控制装置包括模数转换器和pid控制器；
20.所述模数转换器用于将从所述第一感测组件和第二感测组件发来的模拟信号转换为供给所述pid控制器的数字信号；
21.所述pid控制器用于根据所述数字信号控制所述电子膨胀阀的开度。
22.本实用新型的有益效果在于：提供一种复叠式制冷系统，一方面，使用电子膨胀阀代替传统的热力膨胀阀，电子膨胀阀是通过电机实现开度调节的，响应速度极快，故能有效减小延迟，达到快速及时地进行冷媒流量调节的效果；另一方面，同时使用回气参数和蒸发参数作为电子膨胀阀开度调节的依据，双重判据的方式既能保证冷媒流量调节的平稳性，又能保证冷媒流量调节的及时性，最终快速平稳地实现冷媒流量的高频精准调节，降低第一压缩机的压缩能耗，使得整个复叠式制冷系统处于最节能状态。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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实用新型的一些实施例，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它的附图。
24.图1为实施例提供的复叠式制冷系统的结构框图。
25.图中：
26.101、第一压缩机；102、第一冷凝器；103、热交换器；104、电子膨胀阀；105、第一蒸发器；
27.201、第二压缩机；202、第二冷凝器；203、节流装置；
28.301、第一感测组件；302、第二感测组件；
29.401、模数转换器；402、pid控制器。
具体实施方式
30.为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.在本实用新型的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。
32.此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本实用新型的限制。
33.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
34.参见图1，本实施例提供一种复叠式制冷系统，包括第一制冷系统、第二制冷系统、
第一感测组件301、第二感测组件302和控制装置。
35.第一制冷系统包括依次连通以构成制冷循环的第一压缩机101、热交换器103、电子膨胀阀104和第一蒸发器105。具体地，所述热交换器103包括位于所述第一压缩机101与电子膨胀阀104之间的高温换热流道和用于与所述高温换热流道进行热量交换的低温换热流道，此时，热交换器103中的高温换热流道用作第一制冷系统的冷凝器。
36.可选的，若第一制冷系统的冷凝温度较高，还可以在第一压缩机101和热交换器103之间增设第一冷凝器102，此时，热交换器103中的高温换热流道用作第一制冷系统的过冷器，进一步提高第一制冷系统的能量利用效率。
37.第二制冷系统包括第二压缩机201、第二冷凝器202和节流装置203；所述第二压缩机201、第二冷凝器202、节流装置203和低温换热流道依次连通以构成制冷循环，此时，热交换器103中的低温换热流道用作第二制冷系统的蒸发器。可选的，所述节流装置203可以为节流阀或者毛细管等。
38.第一感测组件301位于第一蒸发器105和第一压缩机101之间，用于感测所述第一压缩机101的回气参数。可选的，所述回气参数包括回气温度和/或回气压力(可以理解的是，在制冷循环中，温度和压力呈正比例关系，二者是相关的)，故相应地，所述第一感测组件301包括第一温度传感器和/或压力传感器。第一温度传感器用于采集第一蒸发器105和第一压缩机101之间的冷媒管路的温度(即回气温度)，压力传感器用于采集第一蒸发器105和第一压缩机101之间的冷媒管路内的冷媒压力(即回气压力)。
39.第二感测组件302位于第一蒸发器105上，用于感测所述第一蒸发器105的蒸发参数。本实施例中，所述蒸发参数为蒸发温度。同理，于一些其它的实施例中，所述蒸发参数也可以为蒸发压力。
40.控制装置分别与所述电子膨胀阀104、第一感测组件301和第二感测组件302三者电连接，用于根据所述第一感测组件301和第二感测组件302二者的感测结果对所述电子膨胀阀104的开度进行调节。
41.可选的，所述控制装置包括模数转换器401和pid控制器402(比例
‑
积分
‑
微分控制器，由比例单元(p)、积分单元(i)和微分单元(d)组成)。所述模数转换器401用于将从所述第一感测组件301和第二感测组件302发来的模拟信号转换为供给所述pid控制器402的数字信号；所述pid控制器402用于根据所述数字信号控制所述电子膨胀阀104的开度。
42.具体地，对电子膨胀阀104的控制方法如下：
43.①
当回气参数低于允许范围时：减小电子膨胀阀104的开度(调低电子膨胀阀104的步数)；
44.②
当回气参数高于允许范围时：增大电子膨胀阀104的开度(调高电子膨胀阀104的步数)；
45.③
当回气参数处于允许范围内时：若蒸发参数过高，则增大电子膨胀阀104的开度(调高电子膨胀阀104的步数)；若蒸发参数过低，则减小电子膨胀阀104的开度(调低电子膨胀阀104的步数)。
46.可以理解的是，首先，回气参数的允许范围限制了第一制冷系统中的最大冷媒流量和最小冷媒流量，即限制了电子膨胀阀104的最大开度和最小开度，有利于保证流量调节的平稳性，冷媒流量的上下波动值不会过大；然后根据蒸发温度于最大开度和最小开度之
间对电子膨胀阀104的开度进行微调，有利于实现冷媒流量的快速微量调节，保证冷媒流量调节的及时性。最终快速平稳地实现冷媒流量的高频精准调节，使得整个复叠式制冷系统处于最节能状态。实验数据表明，与常规的复叠式制冷系统相比，本实施例提供的复叠式制冷系统能将能耗下降50％左右。
47.可选的，第一制冷系统使用的冷煤为r23(三氟甲烷，一种有机化合物，分子式为chf3，无色、微味、不导电的气体，是理想的卤代烷替代物)，冷凝温度较高，有利于对冷凝热量进行多级利用。所述第二制冷系统使用的冷煤为r404a，由hfc125、hfc
‑
134a和hfc
‑
143混合而成，常温下为无色气体，适用于中低温的商用制冷设备。
48.本实施例提供的复叠式制冷系统，一方面，使用电子膨胀阀104代替传统的热力膨胀阀，电子膨胀阀是通过电机实现开度调节的，响应速度极快，故能有效减小延迟，达到快速及时地进行冷媒流量调节的效果；另一方面，同时使用回气参数和蒸发参数作为电子膨胀阀开度调节的依据，双重判据的方式既能保证冷媒流量调节的平稳性，又能保证冷媒流量调节的及时性，最终快速平稳地实现冷媒流量的高频精准调节，降低第一制冷系统的压缩能耗，使得整个复叠式制冷系统处于最节能状态。
49.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。