制冷系统的制作方法

本发明涉及热交换技术领域，特别是涉及一种制冷系统。

背景技术：

冰箱是保持恒定低温的一种制冷设备，也是一种使食物或其他物品保持恒定低温冷态的民用产品。

冰箱一般具有冷藏功能与冷冻功能，其冷藏功能与冷冻功能均通过制冷系统实现，制冷系统一般包括压缩机、冷凝器、节流机构及蒸发器。冰箱在冷藏功能与冷冻功能下，所需要的制冷量不同(即在冷藏功能与冷冻功能下，制冷系统的压缩机所承载的制冷载荷不同)。

传统制冷系统的压缩机提供的载荷不可同时满足与冷藏功能与冷冻功能所需要的载荷均完全匹配，如压缩机一般按照最低温度工况选型(此时压缩机与冷冻功能所需要的载荷完全匹配，但是大于冷藏功能所需要的载荷)，此时选型的压缩机排放量大，制冷系统的综合耗电量大，从而造成资源的浪费。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统制冷系统的压缩机的载荷不可同时满足与冷藏功能与冷冻功能所需要的载荷均完全匹配，从而造成资源浪费的问题，提供一种可节约资源的制冷系统。

一种制冷系统，包括：

多级压缩机，包括依次连通的至少两级压缩部；

第一制冷装置，具有第一进气端与第一排气端，所述第一排气端连通于任意两级所述压缩部之间；所述第一进气端与所述任意两级压缩部中高级别压缩部的排气口连通，或者与级别高于所述高级别压缩部的排气口连通；

第二制冷装置，具有第二进气端与第二排气端，所述第二进气端与最高级所述压缩部的排气口连通，所述第二排气端与最低级所述压缩部的回气口连通；

旁通机构，设于所述第一排气端与最低级所述压缩部的回气口之间；

所述第一制冷装置工作且所述第二制冷装置停机时，所述旁通机构导通。

上述制冷系统，由于在第一制冷装置工作第二制冷装置停机时，旁通机构导通，此时多级压缩机的低级压缩部空转，从而使多级压缩机所提供的载荷与第一制冷装置所需要的载荷相匹配，避免了多级压缩机提供的载荷过大的情况，减少了资源的浪费。

在其中一个实施例中，所述旁通机构包括第一连通管路及第一阀门，所述第一连通管路连通于所述第一排气端与最低级所述压缩部的回气口之间，所述第一阀门装配于所述第一连通管路上用于控制所述第一连通管路的通断。

在其中一个实施例中，所述第一制冷装置包括依次连通的冷凝器、第一节流机构及第一蒸发器，所述冷凝器的进气端形成所述第一制冷装置的所述第一进气端，所述第一蒸发器的排气端形成所述第一制冷装置的所述第一排气端。

在其中一个实施例中，所述制冷系统还包括并联机构，所述并联机构的一端连接于所述第一节流机构与所述第一蒸发器之间，另一端与所述第一蒸发器连接于所述多级压缩机的同一位置；

其中，所述第二制冷装置工作且所述第一制冷装置停机时，所述并联机构导通。

在其中一个实施例中，所述并联机构包括第二连通管路及第二阀门，所述第二连通管路的一端连通于所述第一节流机构与所述第一蒸发器之间，另一端与所述多级压缩机连通，所述第二阀门装配于所述第二连通管路上用于控制所述第二连通管路的通断。

在其中一个实施例中，所述第一制冷装置还包括第一回热器，所述第一回热器用于从所述第一蒸发器流向所述多级压缩机的第一冷媒，与流动于所述第一节流机构内或者经过所述第一节流机构节流后流向所述第一蒸发器的第二冷媒换热。

在其中一个实施例中，所述第二制冷装置与所述第一制冷装置共用所述冷凝器；所述第二制冷装置还包括第二节流机构及第二蒸发器，所述冷凝器、所述第二节流机构及所述第二蒸发器依次连通，所述冷凝器的进气端形成所述第二制冷装置的所述第二进气端，所述第二蒸发器的排气端形成所述第二制冷装置的所述第二排气端。

在其中一个实施例中，所述制冷系统还包括并联机构，所述并联机构的一端连接于所述第一节流机构与所述第一蒸发器之间，另一端与所述第一蒸发器连接于所述多级压缩机的同一位置；

所述第二节流机构的一端与所述第一蒸发器及所述并联机构均连通，所述第二节流机构的另一端与所述第二蒸发器连通；

其中，所述第二制冷装置工作且所述第一制冷装置停机时，所述并联机构导通。

在其中一个实施例中，所述制冷系统还包括第三连通管路及第三阀门，所述第三连通管路连通于所述第一蒸发器及所述并联机构与所述第二节流机构之间，所述第三阀门装配于所述第三连通管路上用于控制所述第三连通管路的通断。

在其中一个实施例中，所述制冷系统还包括气液分离机构，所述气液分离机构连通于所述第一蒸发器及所述并联机构与所述多级压缩机之间，所述第二节流机构通过所述气液分离机构与所述第一蒸发器及所述并联机构连通，所述气液分离机构的出气端与所述多级压缩机连通，所述气液分离机构的出液端与所述第二节流机构连通。

在其中一个实施例中，所述第二制冷装置还包括第二回热器，所述第二回热器用于从所述第二蒸发器流向所述多级压缩机的第三冷媒，与流动于所述第二节流机构或者经过所述第二节流机构节流后流向所述第二蒸发器的第四冷媒换热。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的制冷系统的原理图；

图2为图1中所示的制冷系统在第一制冷装置及第二制冷装置均工作时的原理图；

图3为图1中所示的制冷系统在第二制冷装置工作而第一制冷装置停机时的原理图；

图4为图1中所示的制冷系统在第一制冷装置工作而第二制冷装置停机时的原理图。

制冷系统100多级压缩机10第一压缩部11第二压缩部12冷凝器21第一节流机构22第一蒸发器23第一回热器24第四连通管路25第五连通管路26第一风扇27第二风扇28第二节流机构31第二蒸发器32第二回热器33第六连通管路34第七连通管路35第四阀门36第三风扇37旁通机构40第一连通管路41第一阀门42并联机构50第二连通管路51第二阀门52第三连通管路60第三阀门70气液分离机构80

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参阅图1，本发明一实施例提供一种制冷系统100，具体地，该制冷系统100应用于冰箱。可以理解地，在其他一些实施例中，该制冷系统100还可以应用于其他制冷设备中，在此不作限定。

下面以制冷系统100应用于冰箱为例，对本申请的技术方案进行详细的说明。本实施例仅用作为范例说明，并不会限制本申请的技术范围。再者实施例中的图式亦省略不必要组件，以清楚显示本申请的技术特点。

制冷系统100包括多级压缩机10与第一制冷装置(图未示)，第一制冷装置具有第一进气端(图未示)与第一排气端(图未示)，经多级压缩机10压缩后形成的高温高压气体从第一进气端进入第一制冷装置，经过制冷循环后从第一排气端回流至多级压缩机10再次压缩。

制冷系统100还包括第二制冷装置(图未示)，第二制冷装置具有第二进气端与第二排气端，经多级压缩机10压缩后形成的高温高压气体从第二进气端进入第一制冷装置，经过制冷循环后从第二排气端回流至多级压缩机10再次压缩。

第一制冷装置用于实现冰箱的冷藏功能，第二制冷装置用于实现冰箱的冷冻功能，因此第二制冷装置所提供的蒸发温度低于第一制冷装置提供的蒸发温度，以使第一制冷装置与第二制冷装置分别满足冰箱的冷藏功能与冷冻功能的需求。

具体地，多级压缩机10包括至少两级压缩部，至少两级压缩部之间依次连通。第一制冷装置的第一排气端连通于任意两级压缩部之间，第一制冷装置的第一进气端与上述任意两级压缩部中高级别压缩部的排气口连通，或者第一制冷装置的第一进气端与级别高于上述任意两级压缩部中高级别压缩部的压缩部的排气口连通。第二制冷装置的第二进气端与最高级压缩部的排气口连通，第二制冷装置的第二排气口与最低级压缩部的回气口连通。

通过上述设置，可使第二制冷装置提供的蒸发温度低于第一制冷装置提供的蒸发温度，从而使第二制冷装置满足冰箱的冷冻功能需求，使第一制冷装置满足冰箱的冷藏功能需求；且第一制冷装置与第二制冷装置的进气端与排气端分别与多级压缩机10的不同压缩部连通，如此可以使多级压缩机10所提供的载荷与第一制冷装置及第二制冷装置所需要的载荷相匹配，多级压缩机10的工作效果较高，从而减少了资源的浪费。

在此需要说明的是，上述第一制冷装置与第二制冷装置可以同时工作，也可以单独工作，即当制冷系统100应用于冰箱时，冰箱可以单独实现冷藏功能或冷冻功能，或者同时实现冷藏功能与冷冻功能。

在一个实施例中，多级压缩机10为双级压缩机，此时多级压缩机10包括两个压缩部，即第一压缩部11与第二压缩部12，第二压缩部12的级别高于第一压缩部11的级别。此时第一制冷装置的第一排气端连通于第一压缩部11与第二压缩部12之间，第一制冷装置的第一进气端与第二压缩部12的排气口连通。第二制冷装置的第二排气端与第一压缩部11的回气口连通，第二制冷装置的第二进气端与第二压缩部12的排气口连通。可以想到的是，在其他一些实施例中，多级压缩机10还可以为三级或者多于三级的压缩机，在此亦不作限定。

为了便于说明，下述实施例中，均以多级压缩机10为双级压缩机为例进行说明，多级压缩机10包括两个压缩部，分别为第一压缩部11与第二压缩部12，第二压缩部12的级别高于第一压缩部11的级别。

制冷系统100还包括旁通机构40，旁通机构40设于第一制冷装置的第一排气端与第一压缩部11的回气口之间。具体地，在第一制冷装置工作且第二制冷装置停机时，旁通机构40导通。

由于在第一制冷装置工作第二制冷装置停机时，旁通机构40导通，则此时第一制冷装置的第一排气端不但与第一压缩部11与第二压缩部12之间连通，且第一排气端通过旁通机构40与第一压缩部11的回气口连通，如此第一压缩部12的进气口与出气口的压力相等，此时第一压缩部11空转，从而使多级压缩机10所提供的载荷与第一制冷装置所需要的载荷相匹配，避免了资源的浪费。

在一个实施例中，旁通机构40包括第一连通管路41与第一阀门42，第一连通管路41连通于第一制冷装置的第一排气端与第一压缩部11的回气口之间，第一阀门42装配于第一连通管路41上并用于控制第一连通管路41的通断。如此，可以通过操作第一阀门42来控制旁通机构40的通断。

具体地，第一阀门42为自动阀。可以理解地，在其他一些实施例中，第一阀门42还可以为手动阀，在此不作限定。

继续参阅图1，在一个实施例中，第一制冷装置包括依次连通的冷凝器21、第一节流机构22与第一蒸发器23，冷凝器21的进气端形成第一制冷装置的第一进气端，第一蒸发器23的排气端形成第一制冷装置的第一排气端。如此，经过多级压缩机10压缩后形成的高温高压气体冷媒，高温高压的气态冷媒进入冷凝器21中，并在冷凝器21中放热，通过冷凝器21冷凝后，高温高压的气态冷媒会变成常温高压的液态冷媒，冷媒经过冷凝后进入第一节流机构22(毛细管、热力膨胀阀或电子膨胀阀等)中，通过第一节流机构22的节流减压，冷媒的压力减小，由此形成的低温低压液态冷媒最后进入第一蒸发器23中，在第一蒸发器23中吸热蒸发变为低温低压的气态冷媒，而后再吸入多级压缩机10，如此循环往复。

具体地，第一制冷装置还包括第一回热器24，第一回热器24用于从第一蒸发器23流向多级压缩机10的第一冷媒，与流动于第一节流机构22内或者经过第一节流机构22节流后流向第一蒸发器23的第二冷媒换热。

更具体地，第一制冷装置还包括第四连通管路25及第五连通管路26，第四连通管路25连通于冷凝器21与第一蒸发器23之间，第一节流机构22设置于第四连通管路25上，第五连通管路26连通于第一蒸发器23与多级压缩机10之间。

第一节流机构22设于第一回热器24内，且第五连通管路26穿过第一回热器24。如此，流动于第五连通管路26内的第一冷媒与流动于第一节流机构22内的第二冷媒换热，从而提高了流向多级压缩机10中的冷媒的温度，从而提升了进入多级压缩机10内的冷媒的过热度，避免多级压缩机10回液；且流动于第一节流机构22内的第二冷媒与流动于第五连通管路26内的第一冷媒换热，从而降低了流向第一蒸发器23中的冷媒的温度，从而提升了进入第一蒸发器23内的冷媒的过冷度。

可以理解地，在其他一些实施例中，可以设置第四连通管路25位于第一节流机构22与第一蒸发器23之间的部分穿设于第一回热器24内，此时经过第一节流机构22节流后的第二冷媒与流动于第五连通管路26中的第一冷媒换热。

在另一个实施例中，第一制冷装置还包括第一风扇27与第二风扇28，第一风扇27设置于冷凝器21周围，用于冷凝器21的散热，第二风扇28设置于第一蒸发器23的周围，用于加速冷气的流动。

在一个实施例中，制冷系统100还包括并联机构50，并联机构50的一端连通于第一节流机构22与第一蒸发器23之间，另一端与第一蒸发器23连接于多级压缩机10的同一位置。更具体地，第二制冷装置工作且第一制冷装置停机时，并联机构50导通。

由于在第二制冷装置工作且第一制冷装置停机时，并联机构50导通，此时经过第一制冷装置的第一节流机构22节流后形成的冷媒从并联机构50进入多级压缩机10补气，从而提高了多级压缩机10工作时的效率。

具体地，并联机构50包括第二连通管路51与第二阀门52，第二连通管路51的一端连通于第一节流机构22与第一蒸发器23之间，另一端与多级压缩机10连通，第二阀门52装配于第二连通管路51上用于控制第二连通管路51的通断。如此，可以通过操作第二阀门52来控制并联机构50的通断。

具体地，第二阀门52为自动阀。可以理解地，在其他一些实施例中，第二阀门52还可以为手动阀，在此不作限定。

在一个实施例中，第二制冷装置与第一制冷装置共用同一冷凝器21。可以理解地，在另一些实施例中，第二制冷装置与第一制冷装置也可采用不同的冷凝器21。

具体地，第二制冷装置还包括第二节流机构31与第二蒸发器32，冷凝器21、第二节流机构31及第二蒸发器32依次连通，冷凝器21的进气端形成第二制冷装置的第二进气端，第二蒸发器32的排气端形成第二制冷装置的第二排气端。如此，经过多级压缩机10压缩后形成的高温高压气体冷媒，高温高压的气态冷媒进入冷凝器21中，并在冷凝器21中放热，通过冷凝器21冷凝后，高温高压的气态冷媒会变成常温高压的液态冷媒，冷媒经过冷凝后进入第二节流机构31中，通过第二节流机构31的节流减压，冷媒的压力减小，由此形成的低温低压液态冷媒最后进入第二蒸发器32中，在第二蒸发器32中吸热蒸发变为低温低压的气态冷媒，而后再吸入多级压缩机10，如此循环往复。

具体地，第二节流机构31的一端与第一蒸发器23及并联机构50均连通，第二节流机构31的另一端与第二蒸发器32连通。如此，可以保证在第二制冷装置工作第一制冷装置停机时，第二节流机构31通过并联机构50与第一节流机构22导通，从而实现第二制冷装置的二次节流，且在第二制冷装置工作时，部分气体经过并联机构50回流至多级压缩机10进行补气；且当第一制冷装置与第二制冷装置同时工作时，从第一蒸发器23流出的气体部分经过第二节流机构31二次节流后回流至第一压缩部11的回气口，部分直接回流至第一压缩部11与第二压缩部12之间，满足了冰箱的冷藏与冷冻需求。

在一个实施例中，制冷系统100还包括第三连通管路60与第三阀门70，第三连通管路60连通于第一蒸发器23及并联机构50与第二节流机构31之间，第三阀门70装配于第三连通管路60上用于控制第三连通管路60的通断。如此，可以便于控制第二制冷装置的工作，如当断开第三阀门70时，第二制冷装置停机，当打开第三阀门70时，第二制冷装置工作。

具体地，第三阀门70为自动阀。可以理解地，在其他一些实施例中，第三阀门70还可以为手动阀，在此不作限定。

一个实施例中，制冷系统100还包括气液分离机构80，气液分离机构80连通于第一蒸发器23及并联机构50与多级压缩机10之间，第二节流机构31通过气液分离机构80与第一蒸发器23及并联机构50连通，气液分离机构80的出气端与多级压缩机10连通，气液分离机构80的出液端与第二节流机构31连通。

具体地，第四连通管路25包括第一连通段与第二连通段，第一连通段连通于第一蒸发器23与气液分离机构80之间，第二连通段连通于气液分离机构80的出气端与多级压缩机10之间，且第二连通段穿过第一回热器24换热。旁通机构40的第一连通管路41与第二连通段连通，第二连通管路51的一端连通于第一节流机构22与第一蒸发器23之间，另一端通过第一连通段与气液分离机构80的进气端连通。第三连通管路60连通于气液分离机构80的出液端与第二节流机构31之间。

更具体地，气液分离机构80可以选择闪蒸罐也可以选择气液分离器，在此不作限定。

第二制冷装置还包括第二回热器33，第二回热器33用于从第二蒸发器32流向多级压缩机10的第三冷媒，与流动于第二节流机构31内或者经过第二节流机构31节流后流向第二蒸发器32的第四冷媒换热。

具体地，第二制冷装置还包括第六连通管路34，第六连通管路34连通于第二蒸发器32与多级压缩机10之间，第二节流机构31设于第二回热器33内，且第六连通管路34穿过第二回热器33。如此，流动于第六连通管路34内的第三冷媒与流动于第二节流机构31内的第四冷媒换热，从而提高了流向多级压缩机10的冷媒的温度，从而提升了进入多级压缩机10内的冷媒的过热度，避免多级压缩机10回液；且流动于第二节流机构31内的第四冷媒与流动于第六连通管路34内的第三冷媒换热，从而降低了流向第二蒸发器32中的冷媒的温度，从而提升了进入第二蒸发器32内的冷媒的过冷度。

可以理解地，在其他一些实施例中，第二制冷装置还包括第七连通管路35，第七连通管路35连通于第二节流机构31与第二蒸发器32之间，且第七连通管路35穿设于第二回热器33内，此时经过第二节流机构31节流后的第四冷媒与流动于第六连通管路34中的第三冷媒换热。

在一个实施例中，第二制冷装置还包括第四阀门36，第四阀门36装配于第六连通管路34上，旁通机构40的第一连通管路41通过第六连通管路34与第一压缩部11的回气口连通，且第一连通管路41与第六连通管路34的连通处位于第四阀门36的下游，第四阀门36可以控制第二制冷装置的通断。

在另一个实施例中，第二制冷装置还包括第三风扇37，第三风扇37设置于第二蒸发器32的周围用于加速冷气的流动。

本发明实施例提供的制冷系统100的工作原理如下：

当冰箱需要同时实现冷藏功能与冷冻功能时：

参阅图2，控制旁通机构40及并联机构50均断开，此时从多级压缩机10的第二压缩部12的排气口排出的高温高压气态冷媒进入冷凝器21中，并在冷凝器21中放热，通过冷凝器21冷凝后，高温高压的气态冷媒会变成常温高压的液态冷媒，冷媒经过冷凝后进入第一节流机构22，通过第一节流机构22的节流减压，冷媒的压力减小，由此形成的低温低压液态冷媒最后进入第一蒸发器23中，在第一蒸发器23中吸热蒸发变为低温低压的气态冷媒，从第一蒸发器23流出的气体冷媒进入气液分离机构80进行气液分离，分离后形成的饱和水蒸气经过第一回热器24换热后从第一压缩部11与第二压缩部12之间进入多级压缩机10，实现冷藏功能；分离后形成的饱和水经过第二节流机构31再次节流后进入第二蒸发器32蒸发，蒸发形成的低温低压的气态冷媒经过第二回热器33换热后从第一压缩部11的回气口进入多级压缩机10。

当冰箱单纯实现冷冻功能时：

参阅图3，控制第一制冷装置停机、并联机构50导通及旁通机构40断开，此时从多级压缩机10的第二压缩部12的排气口排出的高温高压气态冷媒进入冷凝器21中，并在冷凝器21中放热，通过冷凝器21冷凝后，高温高压的气态冷媒会变成常温高压的液态冷媒，冷媒经过冷凝后进入第一节流机构22，通过第一节流机构22的节流减压，冷媒的压力减小，由此形成的低温低压液态冷媒经过并联机构50进入气液分离机构80进行气液分离，分离后形成的饱和水蒸气经过第一回热器24换热后从第一压缩部11与第二压缩部12之间用于补气；分离后形成的饱和水经过第二节流机构31再次节流后进入第二蒸发器32蒸发，蒸发形成的低温低压的气态冷媒经过第二回热器33换热后从第一压缩部11的回气口进入多级压缩机10。

当冰箱单纯实现冷藏功能时：

参阅图4，控制第二制冷装置停机、并联机构50断开及旁通机构40导通，此时从多级压缩机10的第二压缩部12的排气口排出的高温高压气态冷媒进入冷凝器21中，并在冷凝器21中放热，通过冷凝器21冷凝后，高温高压的气态冷媒会变成常温高压的液态冷媒，冷媒经过冷凝后进入第一节流机构22，通过第一节流机构22的节流减压，冷媒的压力减小，由此形成的低温低压液态冷媒最后进入第一蒸发器23中，在第一蒸发器23中吸热蒸发变为低温低压的气态冷媒，从第一蒸发器23流出的气体冷媒进入气液分离机构80进行气液分离，分离后形成的饱和水蒸气经过第一回热器24换热后部分进入第一压缩部11与第二压缩部12之间，部分通过旁通机构40进入从第一压缩部11的回气口进入多级压缩机10，此时第一压缩部11的进气口与出气口的压力相等，如此实现第一压缩部11的空转，以实现冷藏功能，此时多级压缩机10提供的载荷与冷藏功能所需要的载荷相匹配，提高了工作效率；分离后形成的饱和水排向外界。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。