一种使用微型动磁式串联双级直线压缩机的冰箱系统

技术领域

本发明是涉及制冷领域，具体涉及一种使用微型动磁式串联双级直线压缩机的冰箱系统。

背景技术

随着人们生活水平的提高，人们对一些食品的冷冻要求越高。常规冰箱的冷冻功能温度一般高于-18℃，但一些海鲜需要在-40℃以下保存更好。以肉食品为例，在普通冰箱保存时，冷藏温度为7℃时不能超过2日，冷藏温度为0℃时冷藏不能超过5日，冷冻温度为-18℃时，时间也不能超过1个月。对于需要长时间保存的食品，冷冻温度越低，微生物生长繁殖和酶的活性越可得到抑制，营养损失更小，保存鲜度越好。

普通冰箱广泛采用单级压缩蒸汽制冷循环，压比一般不超过8～10。压缩机采用传统往复活塞式压缩机，在通常的外界环境条件下，在允许压比范围的最大值时，常用的中温制冷剂一般只能获得-20～-40℃的低温。

直线压缩机与传统曲柄连杆活塞式结构的压缩机相比，结构紧凑、体积小、效率高，其应用逐渐从航空航天等领域转向民用领域，如用于冰箱系统、空调等制冷设备。动磁式直线压缩机主要是采用动磁式直线电机驱动的线性压缩机。动磁式直线电机工作磁场由两部分组成，一部分是由励磁线圈产生的交变磁场，一部分是由永磁铁产生的恒定磁场；在两个磁场的相互作用下，磁场产生轴向的电磁驱动力，可推动活塞作往复直线运动。

发明内容

为了解决上述所说使用单级压缩制冷循环的冰箱系统无法提供更低的温度，以及传统往复活塞式压缩机效率低的问题，本发明提供一种使用微型动磁式串联双级直线压缩机的冰箱系统。冰箱系统所使用的压缩机为微型动磁式串联双级直线压缩机，其具有高、低压级两个压缩机，高、低压级压缩机均采用动磁式直线电机，结构紧凑，体积小，无油润滑，效率高。高、低压级压缩机对称布置，通过中间套件固定，极大地减小了振动。微型动磁式串联双级直线压缩机的工作过程：来自冷冻室蒸发器的制冷剂通过低压级压缩机壳体上的吸气口进入低压级压缩机吸气腔，通过活塞上的吸气通道和吸气阀片进入低压级压缩机的压缩腔，活塞往复振荡，压缩制冷剂气体，由排气阀排出，在中间套件内与来自冷藏室蒸发器的制冷剂混合，同时通过中间套件与环境进行换热，降低了高压级压缩机的吸气温度。然后混合的制冷剂通过高压级压缩机整体机架上的吸气口进入高压级压缩机吸气腔，再经过高压级压缩活塞吸气通道与吸气阀片进入高压级压缩机压缩腔，压缩后制冷剂通过高压级压缩机排气阀与排气管在中间套件的排气口排出，进入冷凝器。

本发明提供了一种使用微型动磁式串联双级直线压缩机的冰箱系统，具有这样的特征，包括动磁式串联双级直线压缩机、冷藏制冷系统以及冷冻制冷系统；冷藏与冷冻制冷系统共用同一压缩机、冷凝器和干燥过滤器，根据所需运行模式调整压缩机的运行状况。

动磁式串联双级直线压缩机包括低压级压缩机、中间套件以及高压级压缩机；低压级压缩机包括壳体、整体机架、动子部分以及直线电机；低压级压缩机壳体上布置有吸气端口以及电源接口，低压级压缩机整体机架材料为铝，通过螺钉，将低压级压缩机壳体、整体机架以及中间套件固定密封。低压级压缩机直线电机部分包括外轭铁、内轭铁、线圈和线圈骨架，内外轭铁材料为电工纯铁，内轭铁通过胶粘固定在整体机架上，线圈外侧套有线圈骨架，外轭铁嵌在线圈骨架上。低压级压缩机动子部分包括板弹簧、活塞、连接件、永磁体和永磁体支架，通过连接件将活塞与永磁体支架固定，并保持同轴度。永磁体胶粘在永磁体支架上，使用螺钉将板弹簧组件固定在整体机架上，使用螺母将连接件与板弹簧组件固定。由于板弹簧的径向刚度比较大，使活塞与活塞壁保持同轴度，减少摩擦。活塞与连接件中间设置有吸气通道，活塞顶端装有吸气阀片。中间套件材料为铝，其上布置有排气端口和进气端口，排气端口连接排气管道，将高压级压缩机压缩的制冷剂气体排出，由冷藏室蒸发器出来的制冷剂则通过中间套件上的进气端口进入中间套件腔体，并与低压级压缩机压缩后的制冷剂混合。高压级压缩机直线电机与动子部分同低压级压缩机直线电机与动子部分结构一致，不同之处在于高压级压缩机壳体上无需设置吸气端口，只需设置一个电源接口；高压级压缩机整体机架上的排气口需增加密封垫片与端盖，密封垫片与端盖用螺钉固定在高压级压缩机整体机架上，端盖与排气管连接，高压级压缩机整体机架上设置有圆形吸气口，圆形吸气口环形布置，个数为4～6。

冷藏制冷系统包括压缩机、冷凝器、干燥过滤器、电磁阀1、冷藏室毛细管、冷藏室蒸发器和储液器1；冷冻制冷系统包括压缩机、冷凝器、干燥过滤器、电磁阀2、冷冻室毛细管、冷冻室蒸发器和储液器2。

本发明提供的一种使用微型动磁式串联双级直线压缩机的冰箱系统共有三种运行模式：单冷藏运行、单冷冻运行以及冷藏、冷冻同时运行。单冷藏运行模式时，电磁阀1打开，电磁阀2关闭，高压级压缩机打开，低压级压缩机关闭。由于低压级压缩机的排气阀具有止回的作用，制冷剂从中间套件上的进气口进入中间套件的腔体内，经过高压级压缩机压缩排出，进入冷凝器，然后经过干燥过滤器、电磁阀1、冷藏室毛细管进入冷藏室蒸发器，制冷剂蒸发吸热，然后完成一个制冷循环。单冷冻运行模式时，电磁阀1关闭，电磁阀2打开，高、低压级压缩机同时运行。此时高、低压级压缩机输入同一电源，保证高、低压级压缩机活塞的运动相同，极大地抵消了振动，增加了可靠性。来自冷冻室蒸发器的制冷剂通过低压级压缩机壳体上的进气口进入压缩机，经过高、低压级压缩机的双级压缩排出，进入冷凝器，然后经过干燥过滤器、电磁阀2和冷冻室毛细管进入冷冻室蒸发器，制冷剂蒸发吸热，然后完成一个制冷循环。冷藏、冷冻同时运行模式时，电磁阀1和电磁阀2同时打开，高、低压级压缩机同时运行。来自冷冻室蒸发器的制冷剂通过低压级压缩机壳体上的吸气口进入低压级压缩机，制冷剂经过低压级压缩机压缩后通过低压级压缩机排气阀排入中间套件的腔体内，与来自冷藏室蒸发器的制冷剂混合，然后进入高压级压缩机压缩排出。制冷剂在冷凝器中冷凝放热，然后经过干燥过滤器分为两部分，一部分制冷剂通过电磁阀1、冷藏室毛细管进入冷藏室蒸发器蒸发吸热，一部分制冷剂通过电磁阀2、冷冻室毛细管进入冷冻室蒸发器蒸发吸热。

在本发明提供的一种使用微型动磁式串联双级直线压缩机的冰箱系统中，还可以具有这样的特征：电磁阀1、冷藏室毛细管、冷藏室蒸发器与储液器1串联，电磁阀1安装在冷藏室毛细管前，储液器1安装在冷藏室蒸发器后；电磁阀2、冷冻室毛细管、冷冻室蒸发器与储液器2串联，电磁阀2安装在冷冻室毛细管前，储液器2安装在冷冻室蒸发器后。

另外，在本发明提供的一种使用微型动磁式串联双级直线压缩机的冰箱系统中，还可以具有这样的特征：干燥过滤器安装在冷凝器后，与冷凝器串联。

另外，在本发明提供的一种使用微型动磁式串联双级直线压缩机的冰箱系统中，还可以具有这样的特征：在单冷冻运行和冷藏、冷冻同时运行模式下，微型动磁式串联双级直线压缩机的高、低压级压缩机输入同一电源，在单冷藏运行模式下，只开启高压级压缩机。

另外，在本发明提供的一种使用微型动磁式串联双级直线压缩机的冰箱系统中，还可以具有这样的特征：冷冻室毛细管长度要比冷藏室毛细管长。

发明的作用与效果

根据本发明涉及的一种使用微型动磁式串联双级直线压缩机的冰箱系统，因为压缩机采用微型动磁式串联双级直线压缩机，压比更大，冰箱能够制取更低的温度(-40～-60℃)，能够满足一些特殊食品的冷冻要求，保存时间更长，鲜度更高。

进一步地，本发明所采用的微型动磁式串联双级直线压缩机，效率高，无油润滑。因为高、低压级压缩机采用对置布置，确保了轴向力能够得到更大地平衡，极大的减小了振动，使得冰箱更加稳定，噪音更小，可靠性更高。

进一步地，在单冷冻运行和冷冻、冷藏同时运行的模式下，同时开启高、低压级压缩机，并且接入同一电源，也使得冰箱振动小。在冷藏运行模式下，只开启高压级压缩机，提高了冰箱的运行效率，降低了冰箱能耗。

进一步地，在冷藏、冷冻同时运行模式下，低压级压缩机压缩排出的制冷剂在中间套件的腔体内与来自冷藏室蒸发器的制冷剂混合，降低了高压级压缩机的吸气温度。因为高压级压缩机的排气温度降低，避免了压缩机排气温度过高带来的问题。

附图说明

图1为本发明的一种使用微型动磁式串联双级直线压缩机的冰箱系统图；

图2为本发明所采用的微型动磁式串联双级直线压缩机的结构示意图；

图3为本发明在单冷藏运行模式下压缩机中制冷剂流动示意图；

图4为本发明在单冷冻运行模式下压缩机中制冷剂流动示意图；

图5为本发明在冷藏、冷冻同时运行模式下压缩机中制冷剂流动示意图；

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于理解，以下实施例结合附图对本发明的一种使用微型动磁式串联双级直线压缩机的冰箱系统作具体阐述。

实施例：

如图1所示，一种使用微型动磁式串联双级直线压缩机的冰箱系统，包括冷藏制冷系统和冷冻制冷系统，由一个微型动磁式串联双级直线压缩机1同时驱动冷藏和冷冻制冷系统，另外冷藏制冷系统和冷冻制冷系统共用的部件还有干燥过滤器和冷凝器。

如图2所示，微型动磁式串联双级直线压缩机1包括低压级压缩机101、中间套件102和高压级压缩机103，高压级压缩机103和低压级压缩机101对置布置，通过螺钉固定在中间套件102上。

低压级压缩机101壳体上布置有电源接口和进气口2。

中间套件102上布置有排气口和进气口1。

高压级压缩机103壳体上布置有电源接口。

冷藏制冷系统包括微型动磁式串联双级直线压缩机1、冷凝器6、干燥过滤器7、电磁阀1(8)、冷藏室毛细管10、冷藏室蒸发器4和储液器1(3)。电磁阀1(8)、冷藏室毛细管10、冷藏室蒸发器4与储液器1(3)串联，电磁阀1(8)安装在冷藏室毛细管10前，储液器1(3)安装在冷藏室蒸发器4后。

冷冻制冷系统包括微型动磁式串联双级直线压缩机1、冷凝器6、干燥过滤器7、电磁阀2(9)、冷冻室毛细管11、冷冻室蒸发器5和储液器2(2)。电磁阀2(9)、冷冻室毛细管11、冷冻室蒸发器5与储液器2(2)串联，电磁阀2(9)安装在冷冻室毛细管11前，储液器2(2)安装在冷冻室蒸发器5后。

冷冻室毛细管11要比冷藏室毛细管10长。

微型动磁式串联双级直线压缩机1的工作过程：来自冷冻室蒸发器5的制冷剂通过低压级压缩机101壳体上的进气口2进入低压级压缩机吸气腔，通过活塞上的吸气通道和吸气阀片进入低压级压缩机的压缩腔，活塞往复振荡，压缩制冷剂气体，由排气阀排出。在中间套件102内与来自冷藏室蒸发器4的制冷剂混合，同时通过中间套件102与环境进行换热，降低了高压级压缩机103的吸气温度，然后混合的制冷剂通过高压级压缩机103整体机架上的进气孔进入高压级压缩机103吸气腔，再经过高压级压缩103活塞吸气通道与吸气阀片进入高压级压缩机103压缩腔，压缩后制冷剂通过高压级压缩机103排气阀与排气管在中间套件102的排气口排出，进入冷凝器6。

本发明的使用微型动磁式串联双级直线压缩机的冰箱系统共有三种运行模式：单冷藏运行、单冷冻运行以及冷藏、冷冻同时运行模式。

单冷藏运行模式时，制冷剂在压缩机1内的流动情况如图3所示，电磁阀1(8)打开，电磁阀2(9)关闭，高压级压缩机103开启，低压级压缩机101关闭。由于低压级压缩机101的排气阀具有止回的作用，制冷剂从中间套件102上的进气口1进入中间套件102的腔体内，经过高压级压缩机103压缩排出，进入冷凝器6，然后经过干燥过滤器7、电磁阀1(8)、冷藏室毛细管10进入冷藏室蒸发器4，制冷剂蒸发吸热，完成一个制冷循环。

单冷冻运行模式时，制冷剂在压缩机内的流动情况如图4所示，电磁阀1(8)关闭，电磁阀2(9)打开，高压级压缩机103和低压级压缩机101同时运行。此时高压级压缩机103和低压级压缩机101输入同一电源，保证高压级压缩机103和低压级压缩机101活塞的运动相同，极大地抵消了振动，增加了可靠性。来自冷冻室蒸发器5的制冷剂通过低压级压缩机101壳体上的进气口2进入压缩机1，经过低压级压缩机101和高压级压缩机103的双级压缩排出，进入冷凝器6，然后经过干燥过滤器7、电磁阀2(9)和冷冻室毛细管11进入冷冻室蒸发器5，制冷剂蒸发吸热，完成一个制冷循环。

冷藏、冷冻同时运行模式时，制冷剂在压缩机1中的流动情况如图5所示，电磁阀1(8)和电磁阀2(9)同时打开，高压级压缩机103和低压级压缩机101同时运行。来自冷冻室蒸发器5的制冷剂通过低压级压缩机101壳体上的进气口2进入低压级压缩机101，制冷剂经过低压级压缩机101压缩后通过低压级压缩机101排气阀排入中间套件102的腔体内，与来自冷藏室蒸发器4的制冷剂混合，然后进入高压级压缩机103压缩排出，制冷剂在冷凝器6中冷凝放热，然后经过干燥过滤器7后分为两部分，一部分制冷剂通过电磁阀1(8)、冷藏室毛细管10进入冷藏室蒸发器4蒸发吸热，一部分制冷剂通过电磁阀2(9)、冷冻室毛细管11进入冷冻室蒸发器5蒸发吸热。

实施例的作用与效果：

根据本发明涉及的一种使用微型动磁式串联双级直线压缩机的冰箱系统，因为压缩机采用微型动磁式串联双级直线压缩机，压比更大，冰箱能够制取更低的温度(-40～-60℃)，以满足一些特殊食品的冷冻要求，保存时间更长，鲜度更高。

进一步地，本发明所采用的微型动磁式串联双级直线压缩机，效率高，无油润滑。因为高、低压级压缩机采用对置布置，确保了轴向力能够得到更大地平衡，极大的减小了振动，使得冰箱系统更加稳定，噪音更小，可靠性更高。

进一步地，在单冷冻运行和冷冻、冷藏同时运行的模式下，同时开启高、低压级压缩机，并且接入同一电源，也使得冰箱振动减小。在冷藏运行模式下，只开启高压级压缩机，提高了冰箱的运行效率，降低了冰箱能耗。

进一步地，在冷藏、冷冻同时运行模式下，低压级压缩机压缩排出的制冷剂在中间套件的腔体内与来自冷藏室蒸发器的制冷剂混合，降低了高压级压缩机的吸气温度，使得高压级压缩机的排气温度降低，避免了压缩机排气温度过高带来的问题。