制冷系统以及制冷设备的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种制冷系统以及制冷设备，包括压缩机、控制器和换热器；所述压缩机用于对换热器中输送的制冷剂进行压缩，所述控制器与所述换热器连接，用于控制所述换热器工作在第一工作模式或第二工作模式，所述换热器工作在第一工作模式时具有小于所述换热器在第二工作模式时的换热面积。本发明还提供了一种制冷设备，包括上述的制冷系统。本发明提供的制冷系统以及制冷设备，能够提供两种工作模式，能够同时满足对耗电量和制冷能力的要求。
【专利说明】制冷系统以及制冷设备
【技术领域】
[0001] 本发明涉及制冷控制技术，尤其涉及一种制冷系统以及制冷设备。
【背景技术】
[0002] 制冷设备的制冷系统可以分为压缩机和换热器两个部分，其中换热器可以包括 冷凝器、干燥过滤器、毛细管和蒸发器，其中的制冷剂从压缩机输出后，依次流过上述部件， 对于卧式冷冻柜，其通常使用单制冷系统，即只有一个光管蒸发器，通过一根毛细管来调节 蒸发温度，毛细管的流量是固定的，因此在一定的工作温度下制冷系统的蒸发温度、冷凝 温度也是一定的，同样的制冷系统的制冷系数（Coefficient Of Performance,以下简称： COP)、制冷量也是固定的，其中的COP关系到制冷系统的耗电量，制冷量关系到制冷系统的 制冷能力，即制冷系统的制冷速度，因此，对于单制冷系统的卧式冷柜而言，其耗电量和制 冷能力都是一定的，且不会因用户的使用状态不同而有所变化。
[0003] 但是单制冷系统在实际使用中面临制冷速度和耗电量的矛盾，要想让制冷速度够 快，则耗电量就会很大，而实现较低的耗电量则会导致制冷速度变慢。
[0004] 目前，冷柜的用户，特别是商用用户对于冷柜的使用实际上可以分为两种模式，即 速冻模式和储存模式，其中速冻模式是指将常温下的食物放入冷柜冷冻至-18°c的过程，该 种模式下用户更为关心制冷系统制冷能力，即冷冻速度，快速冷冻可以避免食物变质，并且 使食物快速通过_7°C冰晶形成区，可尽量避免冰晶刺破细胞壁，减少营养物流失并最大程 度保持食物风味，而且还关系到商用用户的销售出货速度；储存模式是冷冻箱内的食物保 持在-18°C以下长期储存的模式，此种模式下，用户更关注的是耗电量低。
[0005] 另外，目前对于冰箱冷柜等制冷设备，国家标准只对于能耗等级有强制性标准 GB12021. 2《家用电冰箱耗电量限定值及能源效率等级》，而对于冷冻能力却无强制要求，而 一些质量检查甚至国家激励政策也都倾向于能耗等级，因此目前主流的冷柜产品均以耗电 量为主要目标。为达到最低的耗电量，则需要将制冷量的设计尽可能满足冷冻食物储存阶 段的要求，制冷系统设计更倾向于满足维持_18°C需要。该种设计倾向导致单系统冷柜在满 足耗电量要求时，制冷能力低，不能满足用户对制冷能力的要求。
【发明内容】
[0006] 本发明提供一种制冷系统以及制冷设备，能够同时满足对耗电量和制冷能力的要 求。
[0007] 本发明的第一个方面是提供一种制冷系统，包括压缩机、控制器和换热器；
[0008] 所述压缩机用于对换热器中输送的制冷剂进行压缩，所述控制器与所述换热器连 接，用于控制所述换热器工作在第一工作模式或第二工作模式，所述换热器工作在第一工 作模式时具有小于所述换热器在第二工作模式时的换热面积。
[0009] 上述换热器包括第一冷凝器、第一电磁阀、第一毛细管、第一蒸发器、第二冷凝器、 第二毛细管和第二蒸发器；
[0010] 所述第一冷凝器的输入端与压缩机的输出端连接，所述第一冷凝器的输出端与所 述第一电磁阀的输入端连接，所述第一电磁阀的第一输出端与所述第一毛细管的输入端连 接，所述第一毛细管的输出端连接至所述第一蒸发器的输入端，所述第一蒸发器的输出端 与所述压缩机的输入端连接；
[0011] 所述第二冷凝器的输入端与所述第一电磁阀的第二输出端连接，所述第二冷凝器 的输出端与所述第二毛细管的输入端连接，所述第二毛细管的输出端连接至所述第二蒸发 器的输入端，所述第二蒸发器的输出端与所述第一蒸发器的输入端连接；
[0012] 所述控制器用于控制所述换热器工作在第一工作模式时，开通所述第一电磁阀的 第一输出端，关闭所述第一电磁阀的第二输出端，以及用于控制所述换热器工作在第二工 作模式时，开通所述第一电磁阀的第二输出端，关闭所述第一电磁阀的第一输出端。
[0013] 或者是，上述换热器包括第二电磁阀、第一换热通道和第二换热通道，所述第一换 热通道和第二换热通道均由冷凝器、毛细管和蒸发器依次连接而成；
[0014] 所述第二电磁阀的输入端与所述压缩机的输出端连接，所述第二电磁阀的第一输 出端与所述第一换热通道的输入端连接，所述第一换热通道的输出端与所述压缩机的输入 端连接；所述第二电磁阀的第二输出端与所述第二换热通道的输入端连接，所述第二换热 通道的输出端与所述压缩机的输入端连接；
[0015] 所述控制器用于控制所述换热器工作在第一工作模式时，开通所述第二电磁阀的 第一输出端，关闭所述第二电磁阀的第二输出端，以及用于控制所述换热器工作在第二工 作模式时，开通所述第二电磁阀的第二输出端，关闭所述第二电磁阀的第一输出端，所述第 二换热通道的换热面积大于所述第一换热通道的换热面积。
[0016] 具体的，上述压缩机为变频压缩机，所述控制器用于控制所述变频压缩机在第一 工作模式时的工作频率低于所述变频压缩机在第二工作模式时的工作频率。
[0017] 或者是，还包括调频器，所述调频器与所述控制器连接，用于根据所述控制器的控 制指令，向所述压缩机提供不同工作频率的电源，且在第一工作模式时向所述压缩机提供 的电源频率低于在第二工作模式时向所述压缩机提供的电源频率。
[0018] 上述控制器为工作模式控制开关，所述工作模式控制开关控制所述换热器工作在 第一工作模式或第二工作模式。
[0019] 或者是，上述控制器包括工作模式控制开关和模式切换温度控制器，所述工作模 式控制开关用于控制所述换热器从第一工作模式切换至第二工作模式，所述模式切换温度 控制器用于在检测到制冷温度达到预设值时将所述换热器的工作模式由第二工作模切换 至第一工作模式。
[0020] 本发明的另一个方面是提供一种制冷设备，包括上述的制冷系统。
[0021] 上述的制冷设备可以为一卧式冷柜。
[0022] 本发明提供的制冷系统以及制冷设备，其中的换热器可以工作在两种工作模式， 即第一工作模式和第二工作模式，且工作在第二工作模式时具有较大的换热面积，此时其 换热能力，也即是制冷能力更强，而工作在第一工作模式时，由于换热面积较小，所需的制 冷剂的量较小，可以恰好满足_18°C储存的需要，因此其耗电量相对于第二工作模式，可以 大大降低。因此，上述的制冷系统通过转换工作模式，既可以达到存储模式下的低耗电量， 满足国家标准对耗电量的要求，同时又能够实现对速冻模式下的快速冷冻，提高冷冻速度。
【专利附图】
【附图说明】
[0023] 图1为本发明实施例中制冷系统的结构示意图一；
[0024] 图2为本发明实施例中制冷系统的结构示意图二；
[0025] 图3为本发明实施例中制冷系统的结构示意图三。
【具体实施方式】
[0026] 针对现有技术的缺陷，本发明实施例提供了一种制冷系统，图1为本发明实施例 中制冷系统的结构示意图一，如图1所示，该制冷系统包括压缩机1、控制器2和换热器3， 其中所述压缩机1用于对换热器中输送的制冷剂进行压缩，所述控制器2与所述换热器3 连接，用于控制所述换热器工作在第一工作模式或第二工作模式，所述换热器3工作在第 一工作模式时具有小于所述换热器在第二工作模式时的换热面积，具体的该换热面积包括 换热器中冷凝器的冷凝面积，以及蒸发器的蒸发面积，且换热器在第一工作模式时具有小 于所述换热器在第二工作模式时的换热面积具体是指换热器工作在第一工作模式时，其冷 凝器的冷凝面积小于工作在第二工作模式时的冷凝面积，蒸发器的蒸发面积小于第二工作 模式时的蒸发面积。
[0027] 本发明上述实施例提供的制冷系统，其中的换热器可以工作在两种工作模式，即 第一工作模式和第二工作模式，工作在第二工作模式时具有较大的换热面积和制冷剂流 量，同时通过控制器使压缩机制冷量和运行功率也工大，因此工作在第二工作模时制冷能 力更强，而工作在第一工作模式时，由于换热面积较小，所需的制冷剂的量较小，可以恰好 满足最高能效并维持_18°C温度，其耗电量相对于第二工作模式，也可以大大降低。因此，上 述的制冷系统通过转换工作模式，既可以达到存储模式下的低耗电量，满足国家标准对耗 电量的要求，同时又能够实现对速冻模式下的快速冷冻，提高冷冻速度。
[0028] 本发明上述实施例中，可以通过多种方式实现上述能够工作在第一工作模式和第 二工作模式的制冷系统，图2为本发明实施例中制冷系统的结构示意图二，如图2所以，该 制冷系统除包括压缩机1和控制器2外，其中的换热器3可以包括第一冷凝器31、第一电磁 阀32、第一毛细管33、第一蒸发器34、第二冷凝器35、第二毛细管36和第二蒸发器37 ;
[0029] 第一冷凝器31的输入端与压缩机1的输出端连接，第一冷凝器31的输出端与所 述第一电磁阀32的输入端连接，所述第一电磁阀32的第一输出端与所述第一毛细管33的 输入连接，所述第一毛细管33的输出端连接至所述第一蒸发器34的输入端，所述第一蒸发 器34的输出端与所述压缩机1的输入端连接；
[0030] 所述第二冷凝器35的输入端与所述第一电磁阀32的第二输出端连接，所述第二 冷凝器35的输出端与所述第二毛细管36的输入端连接，所述第二毛细管36的输出端连接 至所述第二蒸发器37的输入端，所述第二蒸发器37的输出端与所述第一蒸发器341的输 入端连接；
[0031] 所述控制器2用于控制所述换热器工作在第一工作模式时，开通所述第一电磁阀 32的第一输出端，关闭所述第一电磁阀32的第二输出端，以及用于控制所述换热器工作在 第二工作模式时，开通所述第一电磁阀32的第二输出端，关闭所述第一电磁阀32的第一输 出端。
[0032] 本实施例提供的制冷系统，其中工作在第一工作模式时，制冷剂从压缩机1输出， 依次通过第一冷凝器31、第一电磁阀32、第一毛细管33和第一蒸发器34后重新输入到压 缩机，工作在第二工作模式时，制冷剂从压缩机1输出，依次通过第一冷凝器31、第一电磁 阀32、第二冷凝器35、第二毛细管36、第二蒸发器37和第一蒸发器34后重新输入到压缩 机1，由此可见，相对于第一种工作模式，第二种工作模式增加了第二冷凝器35和第二蒸发 器37,换热面积增大，换热能力得到显著提高，另外，第二工作模式下的第二毛细管通过设 计以与增大的换热面积相匹配，一般要求流量扩大，同时蒸发温度适当提高，通过同时提高 单位时间内流过的制冷剂质量和单位质量制冷剂的制冷量，显著增加制冷剂换热量，其中 的第一冷凝器和第二冷凝器可以采用各种形式的冷凝器，例如第一冷凝器采用光管内冷凝 器，第二冷凝器采用外露丝管冷凝器。本实施例提供的制冷系统，其中的第一冷凝器和第一 蒸发器在两种工作模式下均可以使用，仅需要增加一路由第二冷凝器、第二毛细管和第二 蒸发器组成的辅助换热通道就可以实现两种不同的工作模式，其中第二冷凝器和第二蒸发 器只需要较小的规格便能够实现两种不同工作模式的切换，满足对冷冻速度和耗电量的要 求，成本较低。
[0033] 在具体的实施例中，还可以包括干燥过滤器38,该干燥过滤器38可以如2所示，设 置在第第一冷凝器31和第一电磁阀32之间，也可以设置两个干燥过滤器38,分别设置在第 一电磁阀38和第一毛细管33之间，以及第一电磁阀32和第二冷凝器35之间。
[0034]另外，本发明上述实施例中的蒸发器可以使用板管式、翼片管式或翅片管式等各 种类型的蒸发器，在当上述的制冷系统应用于卧式冷柜时，可以使用光管蒸发器，对于上述 采用光管蒸发器的第一蒸发器和第二蒸发器在制冷系统中的缠绕方式可有多种，例如对第 一蒸发器，可以采用下供上回循环方式缠绕，即第一蒸发器的输入端设置在制冷设备的内 胆的下部，而第一蒸发器的输出端设置在制冷设备的内胆的上部，在仅使用第一蒸发器时， 制冷剂从第一蒸发器位于内胆下部接口输入，从第一蒸发器位于内胆上部的接口输出，可 以保证耗电量最低，而第二蒸发器采用上供下回的循环方式缠绕，在内胆下部的位置，将第 一蒸发器和第二蒸发器之间采用三通管连接，第二蒸发器连接到三通管的一个输入端，第 一毛细管与三通管的另一个输入端连接，三通管的输出端与第一蒸发器连接，在第二工作 模式下，制冷剂将首先从第二蒸发器位于内胆上部的接口输入，经过三通管后，从第一蒸发 器位于下部的接口输入，再从第一蒸发器位于上部的出口输出，最后回到压缩机，该种缠绕 方式使得制冷剂交叉自上而下，由自下而上循环，使得内胆各处的制冷温度相近，保持与箱 内的均匀温差，能够最大限度的发挥制冷效果。
[0035] 另外，图3为本发明实施例中制冷系统的结构示意图三，给出了另一种制冷系统， 本实施例中的制冷系统除包括压缩机1和控制器2外，其中的换热器包括第二电磁阀41、 第一换热通道42和第二换热通道43,其中的第一换热通道42和第二换热通道43均由冷 凝器、毛细管和蒸发器依次连接而成，另外，还可以上述两个换热通道上分别设置干燥过滤 器。
[0036] 具体的，第二电磁阀41的输入端与压缩机1的输出端连接，第二电磁阀41的第一 输出端与所述第一换热通道42的输入端连接，所述第一换热通道42的输出端与所述压缩 机1的输入端连接；所述第二电磁阀41的第二输出端与所述第二换热通道的输入端连接， 所述第二换热通道的输出端与所述压缩机的输入端连接；
[0037] 具体的，上述控制器用于控制所述换热器工作在第一工作模式时，开通所述第二 电磁阀的第一输出端，关闭所述第二电磁阀的第二输出端，以及用于控制所述换热器工作 在第二工作模式时，开通所述第二电磁阀的第二输出端，关闭所述第二电磁阀的第一输出 端，即根据工作模式的不同，可以选择其中的一个换热通道，且其中的第二换热通道比第一 换热通道具有更大的换热面积，使得第二换热通道比第一换热通道具有更大的换热能力， 能够实现快速冷冻，而使用第一换热通道，可以降低耗电量，同时，上述的第二换热通道比 第一换热通道具有更大的换热面积，是指第二换热通道的冷凝器的冷凝面积大于第一换热 通道的冷凝器的冷凝面积，以及第二换热通道的蒸发面积大于第二换热通道的蒸发面积。 本发明上述实施例中的蒸发器可以使用板管式、翼片管式或翅片管式等各种类型的蒸发 器，在当上述的制冷系统应用于卧式冷柜时，可以使用光管蒸发器，第一蒸发器和第二蒸发 器选择上供下回，或下供上回循环模式中的一种。
[0038] 本发明上述实施例中，为实现快速冷冻，可以通过增加蒸发面积、冷凝面积，改变 蒸发压力以增大制冷剂流量方式实现，可以提高压缩机30%的制冷能力。另外，在上述增加 制冷能力的基础上，还可以进一步通过改变所述压缩机工作频率的方式，提高压缩机的制 冷能力。
[0039] 具体的，上述的压缩机可以使用变频压缩机，而上述的控制器用于控制所述变频 压缩机在第一工作模式时的工作频率低于所述变频压缩机在第二工作模式时的工作频率， 在处于更高的工作频率时，压缩机的运行功率和制冷量可以显著增加，具体的上述的变频 压缩机可以为无极变频压缩机，该类无极变频压缩机可以在一定的频率范围内连续调整， 同时也可以为非智能的、具有若干个可变频率的压缩机。
[0040] 另外，上述的制冷系统还可以进一步包括调频器，该调频器与所述控制器连接，用 于根据所述控制器的控制指令，向所述压缩机提供不同工作频率的电源，且在第一工作模 式时向所述压缩机提供的电源频率低于在第二工作模式时向所述压缩机提供的电源频率， 具体的，通常的压缩机都可以适用50Hz和60Hz两种工作频率的电源，因此上述的调频器可 以向压缩机提供50Hz或60Hz这两种工作频率的电源。
[0041] 另外，本发明上述实施例中的控制器可以为一个工作模式控制开关，并由该工作 模式控制开关控制所述换热器工作在第一工作模式或第二工作模式，该工作模式控制开关 可以使用常用的速冻开关，通过速冻开关接通，将换热器的工作模式调整为第二工作模式， 以实现快速冷冻，相反，通过速冻开关断开也可以将换热器的工作模式调整为第一工作模 式，以降低耗电量。
[0042] 另外，在设置有调频器的情况下，还可以将速冻开关与调频器连接，以使得在速冻 开关接通时，控制调频器能够向所述压缩机提供较高频率的电源。或者是速冻开关与变频 压缩机连接，以控制变频压缩机在速冻开关接通时具有较高的工作频率。
[0043] 本发明上述实施例中，其中的控制器还可以包括工作模式控制开关和模式切换温 度控制器，所述工作模式控制开关用于控制所述换热器从第一工作模式切换至第二工作模 式，所述模式切换温度控制器用于在检测到制冷温度达到预设值时将所述换热器的工作模 式由第二工作模切换至第一工作模式。其中的工作模式控制开关可以是上述的速冻开关， 通过速冻开关接通可以将工作模式调整为速冷模式，实现快速冷冻。另外还设置有模式切 换温度控制器，该模式切换温度控制器可以将探头设置在制冷设备的内胆内，当检测到制 冷温度达到预设值时，通过模式切换温度控制器控制，将工作模式切换回第一工作模式，上 述的制冷温度的预设值可以设为-18°C。另外，还可以考虑，在设置有温度控制器的情况下， 除上述速冻开关与调频器或变频压缩机连接外，还可以将模式切换温度控制器与调频器或 变频压缩机连接，以使得在检测到制冷温度达到预设值时，模式切换温度控制器控制调频 器向所述压缩机提供较低频率的电源，或者是控制变频压缩机以较低的工作频率工作。
[0044] 本发明实施例还提供了一种制冷设备，该制冷设备包括上述的制冷系统。其具体 的，上述的制冷设备可以为卧式冷柜，当然也可以为其他的具有独立的冷冻空间，且根据需 要维持两种工作模式的制冷设备。
[0045] 本发明上述实施例提供的具有该制冷系统的制冷设备，能够具备两种工作模式， 储存模式和速冻模式。按照国家标准进行性能实验时，其冷冻能力和耗电量可以分别在速 冻模式和储存模式下进行，且速冻模式下冷冻能力较常规制冷系统增加2-3倍，在储存模 式下仍能够达到国家标准对于耗电量的要求。
[0046] 本发明上述实施例中的制冷设备可以为一卧式冷柜。
[〇〇47] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部技术特征 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 术方案的范围。
【权利要求】
1. 一种制冷系统，其特征在于，包括压缩机、控制器和换热器； 所述压缩机用于对换热器中输送的制冷剂进行压缩，所述控制器与所述换热器连接， 用于控制所述换热器工作在第一工作模式或第二工作模式，所述换热器工作在第一工作模 式时具有小于所述换热器在第二工作模式时的换热面积。
2. 根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，所述换热器包括第一冷凝器、第一电 磁阀、第一毛细管、第一蒸发器、第二冷凝器、第二毛细管和第二蒸发器； 所述第一冷凝器的输入端与压缩机的输出端连接，所述第一冷凝器的输出端与所述第 一电磁阀的输入端连接，所述第一电磁阀的第一输出端与所述第一毛细管的输入端连接， 所述第一毛细管的输出端连接至所述第一蒸发器的输入端，所述第一蒸发器的输出端与所 述压缩机的输入端连接； 所述第二冷凝器的输入端与所述第一电磁阀的第二输出端连接，所述第二冷凝器的输 出端与所述第二毛细管的输入端连接，所述第二毛细管的输出端连接至所述第二蒸发器的 输入端，所述第二蒸发器的输出端与所述第一蒸发器的输入端连接； 所述控制器用于控制所述换热器工作在第一工作模式时，开通所述第一电磁阀的第一 输出端，关闭所述第一电磁阀的第二输出端，以及用于控制所述换热器工作在第二工作模 式时，开通所述第一电磁阀的第二输出端，关闭所述第一电磁阀的第一输出端。
3. 根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，所述换热器包括第二电磁阀、第一换 热通道和第二换热通道，所述第一换热通道和第二换热通道均由冷凝器、毛细管和蒸发器 依次连接而成； 所述第二电磁阀的输入端与所述压缩机的输出端连接，所述第二电磁阀的第一输出端 与所述第一换热通道的输入端连接，所述第一换热通道的输出端与所述压缩机的输入端连 接；所述第二电磁阀的第二输出端与所述第二换热通道的输入端连接，所述第二换热通道 的输出端与所述压缩机的输入端连接； 所述控制器用于控制所述换热器工作在第一工作模式时，开通所述第二电磁阀的第一 输出端，关闭所述第二电磁阀的第二输出端，以及用于控制所述换热器工作在第二工作模 式时，开通所述第二电磁阀的第二输出端，关闭所述第二电磁阀的第一输出端，所述第二换 热通道的换热面积大于所述第一换热通道的换热面积。
4. 根据权利要求1-3任一所述的制冷系统，其特征在于，所述压缩机为变频压缩机，所 述控制器用于控制所述变频压缩机在第一工作模式时的工作频率低于所述变频压缩机在 第二工作模式时的工作频率。
5. 根据权利要求1-3任一所述的制冷系统，其特征在于，还包括调频器，所述调频器与 所述控制器连接，用于根据所述控制器的控制指令，向所述压缩机提供不同工作频率的电 源，且在第一工作模式时向所述压缩机提供的电源频率低于在第二工作模式时向所述压缩 机提供的电源频率。
6. 根据权利要求1-3任一所述的制冷系统，其特征在于，所述控制器为工作模式控制 开关，所述工作模式控制开关控制所述换热器工作在第一工作模式或第二工作模式。
7. 根据权利要求1-3任一所述的制冷系统，其特征在于，所述控制器包括工作模式控 制开关和模式切换温度控制器，所述工作模式控制开关用于控制所述换热器从第一工作模 式切换至第二工作模式，所述模式切换温度控制器用于在检测到制冷温度达到预设值时将 所述换热器的工作模式由第二工作模切换至第一工作模式。
8. -种制冷设备，其特征在于，包括权利要求1-7任一所述的制冷系统。
9. 根据权利要求8所述的制冷设备，其特征在于，所述制冷设备为一卧式冷柜。
【文档编号】F25B41/04GK104101146SQ201310114020
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年4月3日 优先权日:2013年4月3日
【发明者】肖长亮, 刘越, 卞伟, 芦小飞, 彭灿, 姚书强, 彭洪祥 申请人:海尔集团公司, 青岛海尔特种电冰柜有限公司