一种复叠式制冷系统

1.本实用新型涉及一种制冷系统，具体是一种复叠式制冷系统。


背景技术：

2.复叠式制冷系统在寒冷地区运行会遇到蒸发器结霜问题，会降低制冷系统效率，因此蒸发器除霜问题一直是急需解决的难题之一，传统的复叠式制冷系统一般通过逆循环除霜或电加热除霜，使正反循环蒸发器与冷凝器作用互换，将造成换热结构不匹配，换热效率明显下降，影响热泵使用的舒适度的问题；而采用电加热装置除霜将浪费宝贵的电力资源。
3.因此，如何构建新的除霜技术，实现复叠式制冷系统的高效除霜，并在融霜过程中持续不间断供热，改善系统使用舒适度，已经成为本领域技术人员急需解决的问题。
4.此外，中国专利文献号cn210861763u于2020.06.26公开一种太阳能驱动的电加热器除霜的制冷系统。本实用新型太阳能发电系统包括依次连接的太阳能电池板、太阳能控制器和蓄电池组，蓄电池组分别连接蓄电池管理控制系统和除霜用电加热器；蒸汽压缩制冷系统主要包括依次连接的压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器，蒸发器出口连接压缩机入口端。该结构通过太阳能发电系统充分利用太阳能，将太阳能转换为电能，蓄电池组模块利用这部分电能驱动电加热器，使霜层融化，减少了驱动电加热器的电能，节约能源。这种结构虽然利用太阳能进行发电，减少驱动电加热器的电能。但是适用范围较少。因此有待进一步改进。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的旨在提供一种结构简洁、高效节能、提升用户体验且维护简便的复叠式制冷系统，以克服现有复叠式制冷系统融霜技术常规旁通融霜、逆循环除霜以及电加热除霜固有的温度损失大、系统压力升高和不稳，损害压缩机寿命、中断供热、产生室内凝结水引排、换热结构不匹配以及浪费宝贵电能等缺点，使复叠式制冷系统持续有效供热或者制冷的同时进行有效除霜，提高系统除霜时的效率和系统使用舒适度，从而提高复叠式制冷系统的系统效率。
6.按此目的设计的一种复叠式制冷系统，包括制冷环路，制冷环路包括高温制冷环路、低温制冷环路、热气旁通支路，高温制冷环路包括彼此通过管道连接并形成制冷环路的高温压缩机、冷凝器、第一节流阀和蒸发冷凝换热器；低温制冷环路包括彼此通过管道连接并形成制冷环路的低温压缩机、蒸发冷凝换热器、第二节流阀、第一双级换流器、双蒸发器和第二双级换流器，高温制冷环路、低温制冷环路共用一个蒸发冷凝换热器；热气旁通支路的一端与高温压缩机、冷凝器之间的管道连接，热气旁通支路的另一端连接第一双级换流器，冷凝器、第一节流阀之间的管道设有连接第二双级换流器的管路，且该管路上设有单向阀，高温压缩机、冷凝器之间的流体通过热气旁通支路依次流向第一双级换流器、双蒸发器、第二双级换流器、单向阀、第一节流阀的进口端。
7.第一双级换流器包括第一接口管、第二接口管、第三接口管、第四接口管、第一换流室旁通管、第二换流室旁通管、第一换流室、第二换流室和第一换流室连接管；第一换流室、第二换流室通过第一换流室连接管连接，第一接口管、第二接口管、第三接口管分别设置在第一换流室上，第四接口管设置在第二换流室旁通管上；第二接口管通过第一换流室旁通管连接第二换流室；第三接口管通过第二换流室旁通管连接第二换流室；第一换流室、第二换流室上分别设有第一电控模块、与第一电控模块进行电控连接的磁性滑块，通过第一电控模块控制磁性滑块滑动在换流室上，磁性滑块上设有若干个相互独立且并不相通的流槽，流槽通过磁性滑块的滑动对应连通第一换流室连接管或换流室的接口管或换流室旁通管。
8.第一换流室内设有第一磁性滑块，第一磁性滑块上设有第一流槽、第二流槽，第二换流室内设有第二磁性滑块，第二磁性滑块上设有第三流槽和第四流槽，通过换流室上的第一电控模块控制第一磁性滑块或第二磁性滑块在换流室中进行轴向两端滑动。
9.第四接口管与热气旁通支路的进口端连接，双蒸发器包括第一蒸发器、第二蒸发器，第二接口管与第一蒸发器连接，第三接口管与第二蒸发器连接。
10.每个换流室的外侧端面上设有第一毛细管，第一电控模块设置在换流室的外侧端面上；第一毛细管一端与高压管道连接，第一毛细管另一端与第一换流室内部或第二换流室内部连通。
11.第二双级换流器包括第五接口管、第六接口管、第七接口管、第八接口管、第三换流室旁通管、第四换流室旁通管、第三换流室、第四换流室和第二换流室连接管；第三换流室、第四换流室通过第二换流室连接管连接，第五接口管、第六接口管、第七接口管分别设置在第三换流室上，第八接口管设置在第四换流室上，第六接口管通过第三换流室旁通管连接第四换流室，第七接口管通过第四换流室旁通管连接第四换流室，第三换流室、第四换流室上分别设有第二电控模块、与第二电控模块进行电控连接的磁性滑块，通过第二电控模块控制磁性滑块滑动在换流室上，磁性滑块上设有若干个相互独立且并不相通的流槽，流槽通过磁性滑块的滑动对应连通第二换流室连接管或换流室的接口管或换流室旁通管。
12.第三换流室内设有第三磁性滑块，第三磁性滑块上设有第五流槽、第六流槽，第四换流室内设有第四磁性滑块，第四磁性滑块上设有第七流槽和第八流槽，通过第二电控模块控制第三磁性滑块或第四磁性滑块在换流室中进行轴向两端滑动。
13.双蒸发器包括第一蒸发器、第二蒸发器，第一蒸发器出口与第七接口管连接；第二蒸发器出口与第六接口管连接，第八接口管连接单向阀。
14.每个换流室的外侧端面上设有第二毛细管，第二电控模块设置在第三换流室、第四换流室的外侧端面上；第二毛细管一端与高压管道连接，第二毛细管另一端与第三换流室内部或第四换流室内部连通。
15.第一蒸发器与第二蒸发器呈并排设置且相互独立。
16.本实用新型的有益技术效果如下：
17.本复叠式制冷系统不采用逆循环和电加热融霜，可在融霜过程中持续不间断供热，提升复叠式制冷系统的融霜的效率和使用舒适度，提高复叠式制冷系统的能源效率。
18.本复叠式制冷系统可克服现有的传统复叠式制冷系统采用常规旁通融霜、逆循环除霜以及电加热除霜固有的温度损失大、系统压力升高和不稳，损害压缩机寿命、中断供
热、产生室内凝结水引排、换热结构不匹配以及浪费宝贵电能等缺点，与现有技术相比，本复叠式制冷系统通过双级换流器、双蒸发器和单向阀等结构使复叠式制冷系统持续有效供热或者制冷的同时进行有效除霜，提高系统除霜时的效率和系统使用舒适度，从而提高复叠式制冷系统的系统效率。
19.通过设有磁性滑块，使复叠式制冷系统至少具有两种除霜模式与一种非除霜模式。
20.高温制冷环路、低温制冷环路共用一个蒸发冷凝换热器，节能且降低复叠式制冷系统的成本。
21.第一蒸发器与第二蒸发器呈并排设置且相互独立，两个蒸发器独立工作互不干扰。
附图说明
22.图1为本实用新型一实施例复叠式制冷系统的结构原理图。
23.图2为本实用新型一实施例第一双级换流器的结构示意图。
24.图3为本实用新型一实施例第二双级换流器的结构示意图。
25.图4为本实用新型一实施例双级换流器非除霜模式响应结构原理图。
26.图5为本实用新型一实施例双级换流器第一除霜模式响应结构原理图。
27.图6为本实用新型一实施例双级换流器第二除霜模式响应结构原理图。
具体实施方式
28.下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。
29.参见图1，一种复叠式制冷系统，包括制冷环路，制冷环路包括高温制冷环路1、低温制冷环路2、热气旁通支路4，高温制冷环路1包括彼此通过管道连接并形成制冷环路的高温压缩机6、冷凝器7、第一节流阀8和蒸发冷凝换热器3；低温制冷环路2包括彼此通过管道连接并形成制冷环路的低温压缩机9、蒸发冷凝换热器3、第二节流阀10、第一双级换流器11、双蒸发器12和第二双级换流器13，高温制冷环路1、低温制冷环路2共用一个蒸发冷凝换热器3；热气旁通支路4的一端与高温压缩机6、冷凝器7之间的管道连接，热气旁通支路4的另一端连接第一双级换流器11，冷凝器7、第一节流阀8之间的管道设有连接第二双级换流器13的管路，且该管路上设有单向阀5，高温压缩机6、冷凝器7之间的流体通过热气旁通支路4依次流向第一双级换流器11、双蒸发器12、第二双级换流器13、单向阀5、第一节流阀8的进口端。
30.参见图2，第一双级换流器11包括第一接口管14、第二接口管15、第三接口管16、第四接口管17、第一换流室旁通管18、第二换流室旁通管19、第一换流室20、第二换流室21和第一换流室连接管22；第一换流室20、第二换流室21通过第一换流室连接管22连接，第一接口管14、第二接口管15、第三接口管16分别设置在第一换流室20上，第四接口管17设置在第二换流室旁通管19上；第二接口管15通过第一换流室旁通管18连接第二换流室21；第三接口管16通过第二换流室旁通管19连接第二换流室21；第一换流室20、第二换流室21上分别设有第一电控模块29、与第一电控模块29进行电控连接的磁性滑块，通过第一电控模块29控制磁性滑块滑动在换流室上，磁性滑块上设有若干个相互独立且并不相通的流槽，流槽
通过磁性滑块的滑动对应连通第一换流室连接管22或换流室的接口管或换流室旁通管。
31.第一换流室20内设有第一磁性滑块24，第一磁性滑块24上设有第一流槽25、第二流槽26，第二换流室21内设有第二磁性滑块27，第二磁性滑块27上设有第三流槽28和第四流槽30，通过换流室上的第一电控模块29控制第一磁性滑块24或第二磁性滑块27在换流室中进行轴向两端滑动。
32.第四接口管17与热气旁通支路4的进口端连接，双蒸发器12包括第一蒸发器31、第二蒸发器32，第二接口管15与第一蒸发器31连接，第三接口管16与第二蒸发器32连接。
33.每个换流室的外侧端面上设有第一毛细管49，第一电控模块29设置在换流室的外侧端面上；第一毛细管49一端与高压管道连接，第一毛细管49另一端与第一换流室20内部或第二换流室21内部连通。
34.参见图3，第二双级换流器13包括第五接口管33、第六接口管34、第七接口管35、第八接口管36、第三换流室旁通管37、第四换流室旁通管38、第三换流室39、第四换流室40和第二换流室连接管41；第三换流室39、第四换流室40通过第二换流室连接管41连接，第五接口管33、第六接口管34、第七接口管35分别设置在第三换流室39上，第八接口管36设置在第四换流室40上，第六接口管34通过第三换流室旁通管37连接第四换流室40，第七接口管35通过第四换流室旁通管38连接第四换流室40，第三换流室39、第四换流室40上分别设有第二电控模块42、与第二电控模块42进行电控连接的磁性滑块，通过第二电控模块42控制磁性滑块滑动在换流室上，磁性滑块上设有若干个相互独立且并不相通的流槽，流槽通过磁性滑块的滑动对应连通第二换流室连接管41或换流室的接口管或换流室旁通管。
35.第三换流室39内设有第三磁性滑块43，第三磁性滑块43上设有第五流槽44、第六流槽45，第四换流室40内设有第四磁性滑块46，第四磁性滑块46上设有第七流槽47和第八流槽48，通过第二电控模块42控制第三磁性滑块43或第四磁性滑块46在换流室中进行轴向两端滑动。
36.双蒸发器12包括第一蒸发器31、第二蒸发器32，第一蒸发器31出口与第七接口管35连接；第二蒸发器32出口与第六接口管34连接，第八接口管36连接单向阀5。
37.每个换流室的外侧端面上设有第二毛细管50，第二电控模块42设置在第三换流室39、第四换流室40的外侧端面上；第二毛细管50一端与高压管道连接，第二毛细管50另一端与第三换流室39内部或第四换流室40内部连通。
38.第一蒸发器31与第二蒸发器32呈并排设置且相互独立。
39.在本实施例中，相邻两个换流室外侧之间可设有连接杆，以使相邻两个换流室固定连接。
40.结合附图，阐述本复叠式制冷系统的详细工作原理：
41.参见图4，当制冷系统在非除霜工况运行时：高温制冷环路1运行，低温制冷环路2运行，热气旁通支路4停止，第一蒸发器31与第二蒸发器32均进行蒸发换热。
42.此时，高温制冷环路1正常制冷运行，制冷剂从高温压缩机6排出后，在冷凝器7进行冷凝，随后经过第一节流阀8节流，然后在蒸发冷凝换热器3的蒸发侧进行蒸发，蒸发后的气态制冷剂重新进入高温压缩机6压缩。
43.此时，低温制冷环路2正常制冷运行，第一双级换流器11的第一换流室20与第二换流室21的第一电控模块29分别启动，第二双级换流器13的第三换流室39与第四换流室40的
第二电控模块42分别启动；第一换流室20的第一磁性滑块24被吸合至换流室电磁装置端，第二换流室21的第二磁性滑块27被吸合至换流室电磁装置端，第三换流室39的第三磁性滑块43被吸合至换流室电磁装置端，第四换流室40的第四磁性滑块46被吸合至换流室电磁装置端。第二流槽26、第八流槽48分别设有两个不同方向的开口。
44.其中，第一接口管14、第二接口管15通过第一流槽25连通，第一换流室旁通管18、第二换流室旁通管19通过第二流槽26一端开口与第四流槽30连通。第五接口管33、第六接口管34通过第五流槽44连通，第三换流室旁通管37、第四换流室旁通管38通过第六流槽45一端开口、第八流槽48连通。制冷剂从低温压缩机9排出后，蒸发冷凝换热器3的冷凝侧进行冷凝，经过第二节流阀10节流，随后通过第一接口管14进入第一换流室20，经过第一流槽25后，分成两个流路，第一流路经过第二接口管15后进入第一蒸发器31，然后通过管道流向第七接口管35、第四换流室旁通管38、第八流槽48、第三换流室旁通管37；第二流路依次通过第一换流室旁通管18、第四流槽30、第二换流室旁通管19、第三接口管16进入第二蒸发器32，并在第六接口管34处与第一流路的支路汇合，然后通过第五流槽44、第五接口管33重新回到低温压缩机9进行压缩。第五接口管33与低温压缩机9连接。
45.参见图5，当复叠式制冷系统在第一除霜模式运行时：高温制冷环路1运行，低温制冷环路2运行，热气旁通支路4运行，第一蒸发器31进行融霜换热，第二蒸发器32进行蒸发换热。
46.此时，高温制冷环路1正常制冷运行，制冷剂从高温压缩机6排出后，在冷凝器7进行冷凝，随后经过第一节流阀8节流，然后在蒸发冷凝换热器3的蒸发侧进行蒸发，蒸发后的气态制冷剂重新进入高温压缩机6压缩。
47.此时，低温制冷环路2运行，第一双级换流器11中第一换流室20与第二换流室21的第一电控模块29停止，第二双级换流器13中第三换流室39的第二电控模块42启动，第四换流室40的第二电控模块42停止，第一磁性滑块24、第二磁性滑块27均被第一毛细管49的高压推至推至换流室第一毛细管49的对端，第二双级换流器13中第三换流室39的第三磁性滑块43被吸合至换流室电磁装置端，第四换流室40的第四磁性滑块46被第二毛细管50的高压推至换流室第二毛细管50的对端；第一双级换流器11的第一接口管14与第三接口管16通过第一流槽25连通，第二接口管15、第二流槽26、第一换流室连接管22、第三流槽28以及第四接口管17连通；第二双级换流器13的第七接口管35、第六流槽45、第二换流室连接管41、第七流槽47与第八接口管36连通，第五接口管33与第六接口管34连通。制冷剂从低温压缩机9排出后，蒸发冷凝换热器3的冷凝侧进行冷凝，经过第二节流阀10节流，随后通过第一接口管14进入第一双级换流器11，经过第一流槽25、第三接口管16后，进入第二蒸发器32蒸发换热，并从第六接口管34进入第二双级换流器13，并依次通过第五流槽44、第五接口管33后重新回到低温压缩机9进行压缩。第五接口管33与低温压缩机9连接。
48.此时，热气旁通支路4运行，高温制冷环路1的高温气相制冷剂从第四接口管17进入第一双级换流器11，随后依次经过第四接口管17、第三流槽28、第一换流室连接管22、第二流槽26以及第二接口管15，并进入第一蒸发器31冷凝融霜换热，随后依次通过第二双级换流器13的第七接口管35、第六流槽45、第二换流室连接管41、第七流槽47以及第八接口管36，并经过单向阀5后汇入高温制冷环路1的节流阀13入口，继续参与高温制冷环路1制冷循环。
49.参见图6，当复叠式制冷系统在第二除霜模式行时：高温制冷环路1运行，低温制冷环路2运行，热气旁通支路4运行，第一蒸发器31进行蒸发换热，第二蒸发器32进行融霜换热。
50.此时，高温制冷环路1正常制冷运行，制冷剂从高温压缩机6排出后，在冷凝器7进行冷凝，随后经过第一节流阀8节流，然后在蒸发冷凝换热器3的蒸发侧进行蒸发，蒸发后的气态制冷剂重新进入高温压缩机6压缩。
51.此时，低温制冷环路2运行，第一双级换流器11中第一换流室20的第一电控模块29启动，第二换流室21的第一电控模块29停止，第二双级换流器13中第三换流室39与第四换流室40的第二电控模块42分别停止；第一换流室20的第一磁性滑块24被吸至换流室第一电控模块29端，第二换流室21的第二磁性滑块27被第一毛细管49的高压推至换流室第一毛细管49的对端；第二双级换流器13中第三换流室39的第三磁性滑块43被第二毛细管50的高压推至换流室第二毛细管50的对端，第四换流室40的第四磁性滑块46被吸至换流室第二电控模块42端；第一双级换流器11的第一接口管14与第二接口管15连通，第三接口管16、第二流槽26、第一换流室连接管22、第三流槽28以及第四接口管17连通；第二双级换流器13的第六接口管34、第六流槽45、第二换流室连接管41、第七流槽47以及第八接口管36连通，第五接口管33与第七接口管35连通。制冷剂从低温压缩机9排出后，蒸发冷凝换热器3的冷凝侧进行冷凝，经过第二节流阀10节流，随后通过第一接口管14进入第一双级换流器11，经过第一流槽25、第二接口管15后，进入第一蒸发器31蒸发换热，并从第七接口管35进入第二双级换流器13，并依次通过第五流槽44、第五接口管33后重新回到低温压缩机9进行压缩。
52.此时，热气旁通支路4运行，高温制冷环路1的高温气相制冷剂从第四接口管17进入第一双级换流器11，随后依次经过第四接口管17、第三流槽28、第一换流室连接管22、第二流槽26以及第三接口管16，并进入第二蒸发器32冷凝融霜换热，随后依次通过第六接口管34、第六流槽45、第二换流室连接管41、第七流槽47以及第八接口管36，并经过单向阀5后汇入高温制冷环路1的节流阀13入口，继续参与高温制冷环路1制冷循环。
53.上述为本实用新型的优选方案，显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本领域的技术人员应该了解本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。