专利名称：四温区温度可调制冷装置的制冷系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种在深冷区、冷冻区、冰温区及冷藏区蒸发器两端并联单向电磁阀实现三级分流以控制和分配制冷量，实现四温区温度可调，形成多种组合节能运行模式或延伸功能，同时减少主机开停机次数达到节能目的的制冷装置，包括冰柜、冰箱、展示柜、医疗储藏柜(箱)、生物制品储藏柜(箱)及小型冷库等。
背景技术：
能源是我国国民经济的基础，关系到经济社会的可持续发展，节能降耗已经成为关系到国民经济安全、国际市场竞争能力、环境保护等社会经济可持续发展的重大问题。能源紧缺的重要方面是电能紧缺，而电能紧缺对制冷装置的影响体现在两个方面，一是用户电压常常偏离正常值220V，在电力资源紧张地区在用电高峰期甚至低于180 V, 二是为确保重要单位用电需求，不同地区对用户用电量制订不同的限制措施能耗大的产品停 止使用，即使允许使用，在总用电量一定情况下，使用一件大能耗产品则必须以停止其它若干件产品工作为代价。显然能耗低的产品在限电措施中对用户总用电量不会产生较大影响。制冷装置已成为现代生活必需品，其耗电量占民用总用电量的比例越来越大。传统制冷装置采用单循环系统，使用氟利昂制冷剂，这种设备能耗较大，且不符合环保要求，其生产和使用给环境带来污染已被公认。如何与能源紧缺相适应同时对环境保护具有积极作用的制冷装置的研发关系到国经济的可持续发展。而制冷系统优化设计显得尤为重要。制冷装置的制冷系统分单路系统、多路系统及双级制冷系统等，通常采用单路制冷系统，仅具有单一的一套运转系统，一般冷藏区温度靠机械温控调节，而冷冻区温度则根据系统匹配随冷藏区温控器的挡位及环境温度变化而变化，无法单独受控。在实际运转过程中，由于环境温度变化，开门次数多少以及放置食品状况等影响，使冷冻、冷藏区的冷量负荷比不可能保持在设计值。夏天，往往因为环境温度较高，造成主机频繁启动或运行时间过长、甚至不停机，同时冷冻区温度过低，造成电能的浪费。对双路循环制冷系统，合理的温控方式是各温区独立控温，使每个温区的温度控制在规定的温度范围内，但是在实际生产和使用中，这种双温双控方式因冷冻、冷藏两个温控器都控制主机，有时一个温控器刚关机，另一个又马上要求开机，因制冷系统未平衡造成主机启动功率增大，启动困难以及热保护动作等，影响主机及其附件的使用寿命，频繁开、停机，耗电量也因此增加。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中存在的不足而提供既能控制和分配制冷量，根据设备负荷变化以及节能需求形成多种组合节能运行模式或延伸功能，又能避免主机频繁开停机从而提高主机及其附件使用寿命，达到节能目的四温区温度可调制冷装置的制冷系统，可用于冰柜、冰箱、展示柜、医疗储藏柜(箱)、生物制品储藏柜(箱)及小型冷库等。[0006]为了解决上述技术问题采用以下技术方案一种四温区温度可调制冷装置的制冷系统，主要由主机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管、蒸发器组、回气管及储液器构成制冷循环回路，箱体上设有控制器总成、温区及其温度传感器，所述的蒸发器组包括串联设置的至少两个蒸发器，每个蒸发器对应不同的温区；毛细管和回气管紧贴并进行热交换，毛细管和蒸发器之间设有双稳态电磁阀，蒸发器与蒸发器之间也设有双稳态电磁阀，每个蒸发器上并联ー个单向电磁阀；温度传感器、双稳态电磁阀和单向电磁阀均连接在控制器总成上。所述的蒸发器组包括深冷区蒸发器、冷冻区蒸发器、冰温区蒸发器、冷藏区蒸发器；温区包括与深冷区蒸发器、冷冻区蒸发器、冰温区蒸发器、冷藏区蒸发器相对应的深冷区、冷冻区、冰温区、冷藏区。毛细管紧贴回气管到达冷藏区蒸发器的末端，返回的毛细管仍紧贴回气管进入深 冷区蒸发器；在毛细管和深冷区蒸发器之间设置双稳态电磁阀I，在深冷区蒸发器和冷冻区蒸发器之间设置双稳态电磁阀II，在冷冻区蒸发器和冰温区蒸发器之间设置双稳态电磁阀III;在毛细管和深冷区蒸发器的末端之间设置由单向电磁阀I控制的支路，在深冷区蒸发器的末端和冷冻区蒸发器的末端之间设置由单向电磁阀II控制的支路，在冷冻区蒸发器的末端和冰温区蒸发器的末端之间设置由单向电磁阀III控制的支路。深冷区、冷冻区、冰温区、冷藏区相对独立或深冷区套在冷冻区内，每个温区各有ー个温度传感器，分别测量各个温区的温度。冷藏区温度控制主机运行并具有快速冷冻功能，深冷区、冷冻区、冰温区的温度控制双稳态电磁阀及单向电磁阀通断，实现三级分流，决定制冷剂是否流经深冷区蒸发器、冷冻区蒸发器及冰温区蒸发器。本实用新型较好解决单路、多路制冷系统及双级制冷系统的各个温区不能调温且主机频繁开停机现象，同时控制制冷量和分配制冷量，既能满足消费者对制冷装置多温区温度随负荷变化的需求，形成多种组合节能运行模式或延伸功能，提高制冷系统的性能系数，又具有显著节能降耗作用，并使主机及其附件使用寿命延长。
图I为本实用新型四温区温度可调制冷装置的制冷系统的结构示意图。
具体实施方式
如图I所示，一种四温区温度可调制冷装置的制冷系统，主要由主机I、冷凝器3、干燥过滤器2、毛细管14、深冷区蒸发器5、冷冻区蒸发器7、冰温区蒸发器9、冷藏区蒸发器12、回气管15及储液器16构成制冷循环回路；箱体上设有深冷区、冷冻区、冰温区、冷藏区及其温度传感器18和控制器总成17。毛细管14紧贴回气管15到达冷藏区蒸发器12的末端，返回的毛细管14仍紧贴回气管15进入深冷区蒸发器5 ;在毛细管14和深冷区蒸发器5之间设置双稳态电磁阀I 4，在深冷区蒸发器5和冷冻区蒸发器7之间设置双稳态电磁阀
II6，在冷冻区蒸发器7和冰温区蒸发器9之间设置双稳态电磁阀III 8 ;在毛细管14和深冷区蒸发器5的末端之间设置由单向电磁阀I 13控制的支路，在深冷区蒸发器5的末端和冷冻区蒸发器7的末端之间设置由单向电磁阀II 11控制的支路，在冷冻区蒸发器7的末端和冰温区蒸发器9的末端之间设置由单向电磁阀III 10控制的支路。[0014]深冷区、冷冻区、冰温区、冷藏区相对独立或深冷区套在冷冻区内，每个温区各有ー个温度传感器18，分别测量各个温区的温度。冷藏区温度控制主机运行并具有快速冷冻功能；深冷区温度控制双稳态电磁阀I及单向电磁阀I通断，实现ー级分流，决定制冷剂是否流经深冷区蒸发器；冷冻区温度控制双稳态电磁阀II及单向电磁阀II通断，实现ニ级分流，决定制冷剂是否流经冷冻区蒸发器；冰温区温度控制双稳态电磁阀III及单向电磁阀
III通断，实现三级分流，决定制冷剂是否流经冰温区蒸发器。制冷装置启动时，双稳态电磁阀I、II、III接通，单向电磁阀I、II、III关闭，形成制冷剂流程一制冷剂由主机I经冷凝器3、干燥过滤器2、毛细管14、双稳态电磁阀I、深冷区蒸发器5、双稳态电磁阀II、冷冻区蒸发器7、双稳态电磁阀III、冰温区蒸发器9、冷藏区蒸发器12、回气管15及储液器16回到主机I形成制冷循环回路。深冷区蒸发器、冷冻区蒸发器、冰温区蒸发器、冷藏区蒸发器均正常工作。当冷藏区达到设定温度下限时，控制器总成17切断主机运行回路。当冷藏区温度升至设定温度上限时，控制器总成接通主机运行回路，制冷剂按照流程ー继续循环。当冰温区达到设定温度下限时，双稳态电磁阀III关闭同时单向电磁阀III接通，此时形成制冷剂流程ニ 制冷剂由主机I经冷凝器3、干燥过滤器2、毛细管14、双稳态电磁阀I、深冷区蒸发器5、双稳态电磁阀II、冷冻区蒸发器7、单向电磁阀III、冷藏区蒸发器12、回气管15及储液器16回到主机I形成制冷循环回路。当冰温区温度升至设定温度上限时，双稳态电磁阀III接通同时单向电磁阀III关闭，制冷剂按照流程ー继续循环。当冷冻区达到设定温度下限时，双稳态电磁阀II关闭同时单向电磁阀II接通，此时形成制冷剂流程三制冷剂由主机I经冷凝器3、干燥过滤器2、毛细管14、双稳态电磁阀I、深冷区蒸发器5、单向电磁阀II、双稳态电磁阀III、冰温区蒸发器9、冷藏区蒸发器12、回气管15及储液器16回到主机I形成制冷循环回路；或制冷剂流程四制冷剂由主机I经冷凝器3、干燥过滤器2、毛细管14、双稳态电磁阀I、深冷区蒸发器5、单向电磁阀II、单向电磁阀III、冷藏区蒸发器12、回气管15及储液器16回到主机I形成制冷循环回路；当冷冻区温度升至设定温度上限时，双稳态电磁阀II接通同时单向电磁阀II关闭，制冷剂按照流程一或者流程ニ继续循环。当深冷区达到设定温度下限时，双稳态电磁阀I关闭同时单向电磁阀I接通，此时形成制冷剂流程五制冷剂由主机I经冷凝器3、干燥过滤器2、毛细管14、单向电磁阀I进入B点，经冷冻区蒸发器7 (或单向电磁阀II)、冰温区蒸发器9 (或单向电磁阀III)、冷藏区蒸发器12、回气管15及储液器16回到主机I形成制冷循环回路。当深冷区温度升至设定温度上限时，双稳态电磁阀I接通同时单向电磁阀I关闭，制冷剂按照流程一或者流程ニ或者流程三或者流程四继续循环。改变冷藏区、冰温区、冷冻区、深冷区的温度设定值，使系统按照制冷剂流程一至五循环，可实现冷藏区、冰温区、冷冻区、深冷区四温区温度可调，形成多种组合节能运行模式或延伸功能，以适应制冷装置负荷变化及节能需求。结构设计中，制冷装置自左向右(或相反)或自上而下(或相反)分冷藏区、冰温区、冷冻区、深冷区四个温区或深冷区套在冷冻区内，每个温区具有相对独立蒸发器和温度传感器，每个温区可用隔扳隔开形成若干区域，这些区域内温度一祥。四个温区功能的调整是通过对应温区的温度传感器将温度信号送至制冷装置的控制器总成并根据冷藏区、冰温区、冷冻区、深冷区的不同温度设定值对双稳态电磁阀和单向电磁阀的通断进行切换来实现。这种设计控制主机启停的是冷藏区温度，而其它温区的温度设定及变化仅控制双稳态电磁阀和单向电磁阀的通断，以切换制冷剂流向实现分流功能，并不直接控制主机运行，较好解决双路循环系统等存在的频繁开停机现象，既使主机及其附件使用寿命延长，減少启动功率，具有显著节能降耗作用，又能满足消费者在不同季节对制冷装置多温区之间随负荷变化相互转换的需求，也可根据需要关闭某温区，形成多种组合节能运行模式和延伸功能，提闻制冷系统的性能系数。制冷装置外层保温要达到深冷区保温要求，满足冰温区、冷冻区、深冷区之间相互转换需要。冷藏区蒸发器面积小于冰温区蒸发器面积，冰温区蒸发器面积小于冷冻区和深
冷蒸发器面积，根据不同温区容量大小及温度进行合理匹配。所述冷藏区温度控制主机启停并具有快速冷冻功能，其它温区温度控制双稳态电磁阀和单向电磁阀的通断，制冷装置内部自左向右(或相反)或自上而下(或相反)分冷藏区、冰温区、冷冻区、深冷区或深冷区套在冷冻区内，各温区具有各自蒸发器，所述温区可以通过隔扳隔开形成若干区域。
权利要求1.一种四温区温度可调制冷装置的制冷系统，主要由主机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管、蒸发器组、回气管及储液器构成制冷循环回路，箱体上设有控制器总成、温区及其温度传感器，其特征是所述的蒸发器组包括串联设置的至少两个蒸发器，每个蒸发器对应不同的温区；毛细管和回气管紧贴并进行热交换，毛细管和蒸发器之间设有双稳态电磁阀，蒸发器与蒸发器之间也设有双稳态电磁阀，每个蒸发器上并联一个单向电磁阀；温度传感器、双稳态电磁阀和单向电磁阀均连接在控制器总成上。
2.根据权利要求I所述的四温区温度可调制冷装置的制冷系统，其特征是所述的蒸发器组包括深冷区蒸发器、冷冻区蒸发器、冰温区蒸发器、冷藏区蒸发器；温区包括与深冷区蒸发器、冷冻区蒸发器、冰温区蒸发器、冷藏区蒸发器相对应的深冷区、冷冻区、冰温区、冷藏区。
3.根据权利要求2所述的四温区温度可调制冷装置的制冷系统，其特征是毛细管紧贴回气管到达冷藏区蒸发器的末端，返回的毛细管仍紧贴回气管进入深冷区蒸发器；在毛细管和深冷区蒸发器之间设置双稳态电磁阀I，在深冷区蒸发器和冷冻区蒸发器之间设置双稳态电磁阀II，在冷冻区蒸发器和冰温区蒸发器之间设置双稳态电磁阀III ;在毛细管和深冷区蒸发器的末端之间设置由单向电磁阀I控制的支路，在深冷区蒸发器的末端和冷冻区蒸发器的末端之间设置由单向电磁阀II控制的支路，在冷冻区蒸发器的末端和冰温区蒸发器的末端之间设置由单向电磁阀III控制的支路。
4.根据权利要求3所述的四温区温度可调制冷装置的制冷系统，其特征是深冷区、冷冻区、冰温区、冷藏区相对独立或深冷区套在冷冻区内，每个温区各有一个温度传感器，分别测量各个温区的温度。
5.根据权利要求4所述的四温区温度可调制冷装置的制冷系统，其特征是冷藏区温度控制主机运行并具有快速冷冻功能，深冷区、冷冻区、冰温区的温度控制双稳态电磁阀及单向电磁阀通断，实现三级分流，决定制冷剂是否流经深冷区蒸发器、冷冻区蒸发器及冰温区蒸发器。
专利摘要一种四温区温度可调制冷装置的制冷系统，主要由主机、冷凝器、干燥过滤器、毛细管、蒸发器组、回气管及储液器构成制冷循环回路，箱体上设有控制器总成、温区及其温度传感器，所述的蒸发器组包括串联设置的至少两个蒸发器，每个蒸发器对应不同的温区；毛细管和回气管紧贴并进行热交换，毛细管和蒸发器之间设有双稳态电磁阀，蒸发器与蒸发器之间也设有双稳态电磁阀，每个蒸发器上并联一个单向电磁阀；温度传感器、双稳态电磁阀和单向电磁阀均连接在控制器总成上。本实用新型既能满足消费者对制冷装置多温区温度随负荷变化的需求，形成多种组合节能运行模式或延伸功能，提高制冷系统的性能系数，又具有显著节能降耗作用，并使主机及其附件使用寿命延长。
文档编号F25B41/04GK202470526SQ20112055449
公开日2012年10月3日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者冯荣贞, 张仙平, 张凤林, 张红松, 朱全志, 李刚, 李强, 段焕林, 王军, 王新莉, 王迎辉, 薛永飞, 陈晓鸽, 陈爱东, 陈静, 龚毅 申请人:河南工程学院