复叠式制冷系统及其控制方法、制冷设备与流程

文档序号:44280538发布日期:2026-01-06 19:25阅读:9来源:国知局
技术简介:
本专利针对复叠式制冷系统低温制冷回路启动时冷媒过冷度不足导致换热效率低、温降慢的问题,提出在低温回路中设置旁通回路,利用循环泵在第二压缩机启动前带动冷媒循环,使其在中间换热器与高温级冷媒热交换,降低温度并提高过冷度。通过预热循环提升制冷响应速度,实现高效低温制冷。
关键词:复叠式制冷系统,低温制冷回路

本申请涉及制冷,尤其涉及一种除湿空调器及其控制方法。


背景技术:

1、生物样本、药品和疫苗等物品需要较低的温度进行保存。基于此,制冷系统多采用复叠式结构,以通过高温级和低温级两个制冷系统进行制冷,从而实现更好的低温环境。

2、复叠制冷系统通常时先启动高温制冷循环回路,然后启动低温制冷循环回路。在低温制冷循环回路启动时,由于中间换热器中低温级冷媒的过冷度较低,使得低温级冷媒在压缩机的带动下流向蒸发器的过程中,部分低温级冷媒会在流经蒸发器前被降压气化,使得气态冷媒流经蒸发器时具有较低的换热效率,且较小的冷媒流量会导致温降速度较慢。


技术实现思路

1、本申请提供了一种复叠式制冷系统及其控制方法、制冷设备,旨在提高复叠式制冷系统其低温制冷回路启动时的制冷响应速度。

2、第一方面,本申请实施例提供了一种复叠式制冷系统,包括中间换热器、高温制冷回路、低温制冷回路以及旁通回路。高温制冷回路包括依次连接的第一压缩机、第一冷凝器、第一节流器和中间换热器,中间换热器在高温制冷回路中为蒸发侧。低温制冷回路包括依次连接的第二压缩机、 中间换热器、第二节流器和蒸发器,中间换热器在低温制冷回路中为冷凝侧。旁通回路设置于低温制冷回路内。旁通回路包括循环泵且被配置为:在第二压缩机启动之前,高温制冷回路启动,且旁通回路导通第一预设时间以带动冷媒沿低温制冷回路循环流动。

3、在一些实施方式中,旁通回路并联于第二压缩机和中间换热器之间。

4、在一些实施方式中,旁通回路并联于中间换热器和第二节流器之间。

5、在一些实施方式中,旁通回路包括与循环泵串联的旁通阀,旁通阀为单向阀或者电控阀。单向阀被设置为阻止冷媒在旁通回路内逆向流动,循环泵启动以使旁通回路导通。电控阀开启且循环泵启动以使旁通回路导通。

6、在一些实施方式中,旁通回路设置于第二压缩机和中间换热器之间。低温制冷回路包括连接于中间换热器上游的第二过滤器,旁通回路的两端与第二过滤器的两端并联设置。

7、在一些实施方式中,低温制冷回路还包括第二冷凝器以及储液器。第二冷凝器设置于第二压缩机和中间换热器之间。储液器连接于第二冷凝器和中间换热器之间,旁通回路设置于储液器的下游。

8、在一些实施方式中,复叠式制冷系统还包括冷凝风机,第二冷凝器和第一冷凝器设置于冷凝风机的同一侧或者相对两侧。

9、在一些实施方式中,低温制冷回路包括泄压阀,第二节流器和蒸发器与泄压阀并联设置 ,泄压阀在开启状态的开度大于第二节流器的开度。泄压阀被配置为:在第二压缩机启动的第二预设时间之前开启第三预设时间。第二预设时间为0.1s-0.5s,第三预设时间大于第二预设时间。

10、在一些实施方式中,低温制冷回路还包括膨胀罐和膨胀阀,膨胀阀的一端与膨胀罐连接,膨胀阀的另一端与泄压阀远离中间换热器的一端连接。

11、在一些实施方式中,膨胀阀被配置为膨胀阀和泄压阀同步开启,且膨胀阀开启第四预设时间后关闭,第四预设时间大于第三预设时间。

12、在一些实施方式中,复叠式制冷系统还包括主控模块、压力传感器、第一温度传感器和第二温度传感器。压力传感器设置于低温制冷回路,用于检测第二压缩机和第二节流器之间的压力参数。第一温度传感器设置于中间换热器,用于检测中间换热器的蒸发侧温度。第二温度传感器设置于中间换热器,用于检测中间换热器的冷凝侧温度。主控模块与压力传感器、第一温度传感器和第二温度传感器电连接,用于调节低温制冷回路和高温制冷回路的运行状态。

13、第二方面,本申请提供了一种制冷设备,包括第一方面中的复叠式制冷系统。

14、第三方面,本申请提供了一种复叠式制冷系统的控制方法,用于控制第一方面中的复叠式制冷系统,控制方法包括:

15、启动高温制冷回路。

16、启动旁通回路以带动低温制冷回路内的冷媒循环流动。

17、若低温制冷回路中由中间换热器流出的冷媒温度低于饱和温度,则关闭旁通回路并启动低温制冷回路。

18、在一些实施方式中,在启动低温制冷回路之前,控制方法还包括:

19、开启泄压阀。

20、第二预设时间后启动低温制冷回路。

21、第二预设时间小于0.5s。

22、第四方面,本申请提供了一种主控模块,包括至少一个通信接口,与至少一个通信接口相连接的至少一个总线,与至少一个总线相连接的至少一个处理器,与至少一个总线相连接的至少一个存储器。其中,处理器被配置为执行存放在存储器中的上述方法的步骤。

23、第五方面,本申请还提供了一种计算机存储介质,存储有计算机可执行指令,计算机可执行指令用于执行上述方法的步骤。

24、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点:

25、在高温制冷回路中,冷媒(即第一冷媒)被第一压缩机压缩后由其出气口依次流经第一冷凝器、第一节流器、中间换热器和第一压缩机的回气口。这样,被压缩后的第一冷媒在流经第一冷凝器时液化并释放热量,以使第一冷媒能够通过第一冷凝器快速散热,从而提高第一冷媒的放热液化效率。液化后的第一冷媒在经第一节流器流入中间换热器后吸收热量并气化,以使中间换热器连接高温制冷回路的一侧为蒸发侧,用于冷却中间换热器连接低温制冷回路的一侧(即冷凝侧)。

26、在低温制冷回路中,冷媒(即第二冷媒)被第二压缩机压缩后由其出气口依次流经中间换热器、第二节流器、蒸发器和第二压缩机的回气口。这样,被压缩后的第二冷媒在流经中间换热器时被蒸发侧(即高温制冷回路中的第一冷媒)充分吸收热量并液化,以使第二冷媒在中间换热器处具有较高的液化效率和液化程度。液化后的第二冷媒在经第二节流器流入蒸发器后吸收热量并气化,以进行冷却降温。

27、通过在低温制冷回路中设置旁通回路,以使旁通回路能够通过循环泵在第二压缩机启动前带动第二冷媒循环流动。这样,通过启动高温制冷回路和循环泵,以使第二冷媒在低温制冷回路内循环流动的过程中,可以通过中间换热器与第一冷媒进行热交换,从而降低第二冷媒的温度。该循环过程持续运行第一预设时间后,使得第二冷媒的温度低于饱和温度。

28、如此,当关闭旁通回路以启动第二压缩机后,第二冷媒在由中间换热器经第二节流器流向蒸发器的过程中。由于第二冷媒低于饱和温度,即使经过第二节流器压降后,较高过冷度的第二冷媒也不会在流经蒸发器前进行相变气化,使得第二冷媒能够在蒸发器中充分吸收热量并气化,从而实现较好的低温制冷效果和较高的制冷效率,并使低温制冷回路在启动后能够快速响应制冷需求。


技术特征:

1.一种复叠式制冷系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的复叠式制冷系统,其特征在于,所述旁通回路并联于所述第二压缩机和所述中间换热器之间;或者,所述旁通回路并联于所述中间换热器和所述第二节流器之间;

3.根据权利要求1所述的复叠式制冷系统,其特征在于,所述旁通回路设置于所述第二压缩机和所述中间换热器之间;

4.根据权利要求1所述的复叠式制冷系统,其特征在于,所述低温制冷回路还包括:

5.根据权利要求1-4中任一项所述的复叠式制冷系统,其特征在于,所述低温制冷回路包括:

6.根据权利要求5所述的复叠式制冷系统,其特征在于,所述低温制冷回路还包括膨胀罐和膨胀阀,所述膨胀阀的一端与所述膨胀罐连接,所述膨胀阀的另一端与所述泄压阀远离所述中间换热器的一端连接。

7.根据权利要求6所述的复叠式制冷系统,其特征在于,所述膨胀阀被配置为:

8.根据权利要求1-4中任一项所述的复叠式制冷系统,其特征在于,所述复叠式制冷系统还包括:

9.一种制冷设备,其特征在于,包括如权利要求1-8中任一项所述的复叠式制冷系统。

10.一种复叠式制冷系统的控制方法,其特征在于,用于控制如权利要求1-8中任一项所述的复叠式制冷系统,所述控制方法包括:

11.根据权利要求10所述的复叠式制冷系统的控制方法,其特征在于,在启动所述低温制冷回路之前,所述控制方法还包括:


技术总结
本申请涉及一种复叠式制冷系统及其控制方法、制冷设备,涉及制冷技术领域,旨在提高复叠式制冷系统其低温制冷回路启动时的制冷响应速度。该复叠式制冷系统包括中间换热器、高温制冷回路、低温制冷回路以及旁通回路。高温制冷回路包括依次连接的第一压缩机、第一冷凝器、第一节流器和中间换热器,中间换热器在高温制冷回路中为蒸发侧。低温制冷回路包括依次连接的第二压缩机、中间换热器、第二节流器和蒸发器,中间换热器在低温制冷回路中为冷凝侧。旁通回路设置于低温制冷回路内。旁通回路包括循环泵且被配置为:在第二压缩机启动之前,高温制冷回路启动,且旁通回路导通第一预设时间以带动冷媒沿低温制冷回路循环流动。

技术研发人员:尚书佳,王铭坤,杨慧贤,丁瑞,刘文
受保护的技术使用者:珠海格力电器股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2026/1/5
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