冷藏冷冻装置

技术领域

本发明涉及制冷储物领域，特别是涉及一种冷藏冷冻装置。

背景技术

目前，市场上的冰箱变温间室温度范围大多在8-18℃之间调节，整体设计较常规。随着人们生活水平的逐渐提升，此类温区冰箱已不能很好地满足大家的需求，需要设计出温度范围更广，功能更齐全，可以满足用户的更多需求的高端冰箱，针对食材在-40℃以下玻璃态保存，有利于最大保存食物营养价值，高端用户市场上存在对超低温间室(-40～-60℃)的需求，为提高用户满意度，紧抓用户体验。为此，常规的复叠式压缩制冷系统通常由两个单独的制冷循环回路组成，分别称为高温级制冷循环回路(简称高温部分)及低温级制冷循环回路(简称低温部分)。高温部分使用蒸发温度相对较高的第一制冷剂，低温部分使用蒸发温度相对较低的第二制冷剂。并采用冷凝蒸发器，其利用高温部分的第一制冷剂制取的冷量，使低温部分的压缩机排出的第二制冷剂蒸气凝结，从而实现-60以下低温。然而，发明人发现现有技术中的部分复叠式压缩制冷系统的制冷效率低。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种至少部分地解决上述问题的冷藏冷冻装置，以提高复叠式压缩制冷系统的制冷效率。

为此，本发明提供了一种冷藏冷冻装置，包括制冷系统，其中，所述制冷系统包括高温级制冷循环回路和低温级制冷循环回路；

所述高温级制冷循环回路包括第一节流装置、吸热管段，以及用于吸热的第一蒸发器；所述低温级制冷循环回路包括第一低温级冷凝器和用于吸热的低温级蒸发器，所述第一低温级冷凝器与所述第一蒸发器热连接；

所述吸热管段设置于所述第一节流装置的出口和所述第一蒸发器的进口之间，或者所述吸热管段的进口与所述第一蒸发器的出口连通；

所述吸热管段与所述第一节流装置热连接，使得流经所述吸热管段内的制冷剂与流经所述第一节流装置内的制冷剂进行热交换。

可选地，所述低温级制冷循环回路还包括放热管段、低温级节流装置和吸热回气管段；

所述放热管段的出口与所述第一低温级冷凝器的进口连通；

所述低温级节流装置设置于所述第一低温级冷凝器的出口与所述低温级蒸发器的进口之间；

所述吸热回气管段的进口与所述低温级蒸发器的出口连通；

所述吸热回气管段与所述放热管段热连接，和/或，所述吸热回气管段与所述低温级节流装置热连接。

可选地，所述吸热回气管段包括串联的第一换热段和第二换热段，所述第一换热段设置于所述低温级蒸发器与所述第二换热段之间，所述第二换热段与所述放热管段热连接，所述第一换热段与所述低温级节流装置热连接。

可选地，所述低温级制冷循环回路包括第二低温级冷凝器，所述放热管段的进口与所述第二低温级冷凝器的出口连通。

可选地，所述高温级制冷循环回路还包括用于吸热的第二蒸发器；

所述第二蒸发器设置于所述第一节流装置的出口与所述第一蒸发器的进口之间，所述吸热管段的进口与所述第一蒸发器的出口连通；或者，所述第二蒸发器设置于所述第一节流装置的出口与所述吸热管段的进口之间，所述吸热管段设置于所述第二蒸发器的出口和所述第一蒸发器的进口之间。

可选地，所述第一蒸发器和所述第一低温级冷凝器为一整体结构。

可选地，所述冷藏冷冻装置还包括箱体，所述箱体内设置有第一储物间室和第二储物间室；所述第一蒸发器用于为所述第二储物间室供冷，所述低温级蒸发器用于为所述第一储物间室供冷。

可选地，所述第一蒸发器包括第一供冷蒸发管，所述第一低温级冷凝器包括冷凝管，所述第一供冷蒸发管与所述冷凝管穿设于同一翅片组上；

所述第一蒸发器设置于所述第一低温级冷凝器的上侧或所述第一低温级冷凝器的沿水平方向的一侧；

所述第一供冷管的总长度为所述冷凝管的总长度的1.5倍至2倍。

可选地，所述冷藏冷冻装置还包括箱体，所述箱体内设置有第一储物间室；所述低温级蒸发器用于为所述第一储物间室供冷；

所述高温级制冷循环回路包括用于吸热的第三蒸发器，所述第三蒸发器用于为所述第一储物间室供冷；

所述第三蒸发器和所述低温级蒸发器为一整体结构；所述第三蒸发器包括第二供冷蒸发管，所述低温级蒸发器包括第三供冷蒸发管，所述第二供冷蒸发管与所述第三供冷蒸发管穿设于同一翅片组上。

可选地，所述箱体内还设置有第三储物间室；

所述高温级制冷循环回路包括控制阀、第二节流装置、第三节流装置，以及用于吸热的第三蒸发器和第四蒸发器，所述第三蒸发器用于为所述第一储物间室供冷；所述第四蒸发器用于为所述第三储物间室供冷；

所述控制阀具有第一出口、第二出口和第三出口，所述第一蒸发器的进口通过所述第一节流装置与所述第一出口连通，所述第三蒸发器的进口通过所述第二节流装置与所述第二出口连通；所述第三蒸发器的出口连通所述第一蒸发器的进口；所述第四蒸发器的进口通过所述第三节流装置连通所述第三出口，所述第四蒸发器的出口连通所述第一蒸发器的进口；

所述第三蒸发器的出口管上设置有仅允许来自所述第三蒸发器的制冷剂单向流出的阀门；

所述吸热管段还与所述第二节流装置热连接，和/或，所述吸热管段与所述第三节流装置热连接。

本发明的冷藏冷冻装置中，高温级制冷循环回路中设置有第一节流装置和吸热管段，可提高高温级压缩机的效率，便于高温级制冷循环回路的工作，进而有利于整个制冷系统的工作，提高冷藏冷冻装置的效率。

进一步地，发明人发现，现有的低温循环蒸发温度压力过低，同时冷凝蒸发器换热量较大不利于制冷系统正常工作。基于此，本发明的冷藏冷冻装置中具有吸热回气管段，使得低温级制冷循环回路内的制冷剂在流入低温级压缩机的吸入口之前升温，从而能够提高低温级压缩机的吸气温度，能够减少或避免因吸气温度过低导致的冷量损失，提高制冷效率，还能减少或避免低温级压缩机的吸入口周围发生凝露或结霜问题，提高了制冷系统的运行性能。

特别地，本发明的冷藏冷冻装置中，吸热回气管段与放热管段热连接，可减少第一低温级冷凝器与第一蒸发器之间的换热量，提高制冷循环效率。相对于本发明中的吸热回气管段仅与低温级节流装置换热，可进一步减少换热量，提高低温级压缩机排气的降温幅度。

进一步地，本发明的冷藏冷冻装置中，高温级制冷循环回路和低温级制冷循环回路均可向储物间室供冷，提高了高温级制冷循环回路内的能量利用效率，能同时向冷藏冷冻装置的多个储物间室供冷，提高了冷藏冷冻装置的制冷效率。

第三蒸发器和低温级蒸发器均能够向第一储物间室供冷，可使冷藏冷冻装置单一储物间室具有多温区功能，以满足不同的制冷需求和储物需求，即可使冷藏冷冻装置既具备深冷功能，又能满足日常制冷的节能需求。

特别地，第一低温级冷凝器与第一蒸发器直接进行热交换，不需要设置专门的蒸发冷凝器，省去了专门的冷凝蒸发器，可减少制冷系统占用的空间，且减少了器件的数量，在一定程度上也降低了不少成本。也可增大第一蒸发器，以增大换热面积，结构简单，加工方便，换热均匀。

发明人发现，低温室即第一储物间室由于温度低，低温级蒸发器化霜时需要提供大量热量，加热消耗电量较大，造成能源浪费。加上原冷冻室蒸发器(即第一蒸发器)同样需要化霜，势必造成整机能耗上升。本发明可取消第一蒸发器化霜加热器(或者降低加热器的功率)，正常工作时，第一蒸发器冷量较大，除了满足冷冻室降温外，还能对第一低温级冷凝器进行降温，实现低温功能。当第一蒸发器需要化霜时，高温制冷循环停止工作，低温制冷循环工作，通过第一低温级冷凝器发热来使蒸发器化霜，由于第一蒸发器和第一低温级冷凝器可为整体结构，换热效率高，可以快速使第一蒸发器完成化霜，同时该部分冷量可以用来给低温循环制冷，不会浪费第一蒸发器的冷量，以达到节能的目的。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的冷藏冷冻装置的示意图；

图2是根据本发明一个实施例的冷藏冷冻装置中制冷系统的示意图；

图3是根据本发明一个实施例的冷藏冷冻装置中制冷系统的示意图；

图4是根据本发明一个实施例的冷藏冷冻装置的局部结构示意图；

图5是根据本发明一个实施例的冷藏冷冻装置的局部结构示意图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的冷藏冷冻装置的示意图。如图1所示，并参考图2至图5，本发明实施例提供了一种冷藏冷冻装置，冷藏冷冻装置可包括箱体20和制冷系统。其中，箱体20内还形成有多个储物间室，储物间室可以包括第一储物间室21、第二储物间室22和第三储物间室23。本实施例的冷藏冷冻装置，其箱体20内可以形成有一个储物间室、二个储物间室或三个储物间室。制冷系统可设置于箱体20内，制冷系统包括高温级制冷循环回路30和低温级制冷循环回路40，该制冷系统也可被称为复叠式压缩制冷系统。

高温级制冷循环回路30用于流通第一制冷剂，包括第一节流装置341、吸热管段310，以及用于吸热的第一蒸发器35。第一蒸发器35用于促使流经其的第一制冷剂吸热。高温级制冷循环回路30还包括高温级压缩机31和高温级冷凝装置32。低温级制冷循环回路40用于流通第二制冷剂，并且其内设置有第一低温级冷凝器42和低温级蒸发器44。其中，低温级蒸发器44用于促使流经其的第二制冷剂吸热，并用于为第一储物间室21供冷。低温级制冷循环回路 40还包括低温级压缩机41和低温级节流装置43。第一蒸发器35可用于促使流经其的第一制冷剂吸收流经低温级制冷循环回路40内的第一低温级冷凝器42 的第二制冷剂的热量，即，第一低温级冷凝器42与第一蒸发器35热连接。第一制冷剂和第二制冷剂可为相同的制冷剂，如R600a，或者不同的制冷剂。

“高温级制冷循环回路30”和“低温级制冷循环回路40”中的“高温”和“低温”是相对而言的，相对而言高温级制冷循环回路30内所流经的第一制冷剂的蒸发温度高于低温级制冷循环回路40内所流经的第二制冷剂的蒸发温度。

特别地，在本发明实施例中，吸热管段310设置于第一节流装置341的出口和第一蒸发器35的进口之间，或者吸热管段310的进口与第一蒸发器35的出口连通。吸热管段310与第一节流装置341热连接，使得流经吸热管段310 内的制冷剂与流经第一节流装置341内的制冷剂进行热交换。高温级制冷循环回路30中设置有第一节流装置341和吸热管段310，可提高高温级压缩机31 的效率，便于高温级制冷循环回路30的工作，进而有利于整个制冷系统的工作，提高冷藏冷冻装置的效率。

在本发明的一些实施例中，发明人发现，现有的低温循环蒸发温度压力过低，同时冷凝蒸发器换热量较大不利于制冷系统正常工作。基于此，如图 2和图3所示，低温级制冷循环回路40还包括放热管段410和吸热回气管段。放热管段410的出口与第一低温级冷凝器42的进口连通。低温级节流装置43 设置于第一低温级冷凝器42的出口与低温级蒸发器44的进口之间。吸热回气管段的进口与低温级蒸发器44的出口连通。

在本发明的一些实施例中，吸热回气管段与低温级节流装置43热连接。本发明的冷藏冷冻装置中具有吸热回气管段，使得低温级制冷循环回路30内的制冷剂在流入低温级压缩机的吸入口之前升温，从而能够提高低温级压缩机41 的吸气温度，能够减少或避免因吸气温度过低导致的冷量损失，提高制冷效率，还能减少或避免低温级压缩机41的吸入口周围发生凝露或结霜问题，提高了制冷系统的运行性能。

在本发明的另一些实施例中，吸热回气管段与放热管段410热连接，可减少第一低温级冷凝器42与第一蒸发器35之间的换热量，提高制冷循环效率。相对于本发明中的吸热回气管段仅与低温级节流装置43换热，可进一步减少换热量，提高低温级压缩机排气的降温幅度。

在本发明的又一些实施例中，吸热回气管段与放热管段410热连接，且吸热回气管段还与低温级节流装置43热连接。例如，如图2和图3所示，吸热回气管段包括串联的第一换热段451和第二换热段452，第一换热段451设置于低温级蒸发器44与第二换热段452之间，第二换热段452与放热管段410热连接，第一换热段451与低温级节流装置43热连接。

进一步地，低温级制冷循环回路包括第二低温级冷凝器46，放热管段410 的进口与第二低温级冷凝器46的出口连通。

在本发明的一些可选实施例中，如图3所示，高温级制冷循环回路还包括用于吸热的第二蒸发器37。第二蒸发器37设置于第一节流装置341的出口与第一蒸发器的进口之间，吸热管段310的进口与第一蒸发器的出口连通；或者，第二蒸发器37设置于第一节流装置341的出口与吸热管段310的进口之间，吸热管段310设置于第二蒸发器37的出口和第一蒸发器35的进口之间。第二蒸发器37可用于为第二储物间室22供冷，第二储物间室22优选为冷冻室。

在本发明的一些优选实施例中，如图2所示，第一蒸发器35用于为第二储物间室22供冷。

在本发明的一些实施例中，如图2、图4和图5所示，第一蒸发器35和第一低温级冷凝器42为一整体结构。两者可通过固定连接构成整体结构，或者两者安装于相同的构件上。例如，第一蒸发器35包括第一供冷蒸发管，第一低温级冷凝器42包括冷凝管，第一供冷蒸发管与冷凝管穿设于同一翅片组70上。进一步地，第一蒸发器35设置于第一低温级冷凝器42的上侧或第一低温级冷凝器42的沿水平方向的一侧。第一供冷管的总长度为冷凝管的总长度的1.5倍至2倍。也就是说，第一蒸发器35和第一低温级冷凝器42可为整体结构，可共用翅片。例如，结构为一体式两进两出翅片蒸发器，排布为上下结构或前后结构，翅片为一体式翅片，可互相传热。第二储物间室22可为冷冻室。进一步地，箱体20在第二储物间室22的后侧对应的位置处还形成有用于布置第一蒸发器35的第一制冷室，第一制冷室通过第一送风风道结构与第二储物间室22 连通，以通过第一送风风道结构向第二储物间室22提供制冷气流。第一制冷室内可设置有送风风机，以促使气流进入第二储物间室22。

在本发明的一些实施例中，如图4所示，第一蒸发器35和第一低温级冷凝器42的排布为前后结构时，以三排管蒸发器为例，两排管连接高温级制冷循环回路30，单排管连接低温级制冷循环回路40，当需要常规-18℃制冷时，与高温级制冷循环回路30连接的两排管工作，配合风道与制冷风机，实现间室制冷；当深冷功能打开，低温级制冷循环回路40工作，高温级制冷循环回路30继续工作，通过双排管与单排管之间翅片导热换热，同时送风风机循环，加速双排管内制冷剂与单排管内制冷剂换热，实现降低低温级制冷循环回路40中冷凝温度的目的，从而节流后蒸发实现深冷。

在本发明的一些实施例中，如图5所示，第一蒸发器35和第一低温级冷凝器42的排布为上下结构时，上部管路作为第一蒸发器35，下部管路作为第一低温级冷凝器42，工作模式与前后结构相似，但上下结构可以保证送风的均匀性，不会导致第一蒸发器35和第一低温级冷凝器42构成的整体结构的两侧温度偏差大。

在本发明的一些实施例中，低温室即第一储物间室21由于温度低，低温级蒸发器44化霜时需要提供大量热量，加热消耗电量较大，造成能源浪费。加上原冷冻室蒸发器(即第一蒸发器35)同样需要化霜，势必造成整机能耗上升。本发明可取消第一蒸发器35化霜加热器(或者降低加热器的功率)，正常工作时，第一蒸发器35冷量较大，除了满足冷冻室降温外，还能对第一低温级冷凝器44进行降温，实现低温功能。当第一蒸发器35需要化霜时，高温制冷循环停止工作，低温制冷循环工作，通过第一低温级冷凝器44发热来使第一蒸发器35化霜，由于第一蒸发器35和第一低温级冷凝器44可为整体结构，换热效率高，可以快速使第一蒸发器35完成化霜，同时该部分冷量可以用来给低温循环制冷，不会浪费第一蒸发器35的冷量，以达到节能的目的。

在本发明的一些实施例中，高温级制冷循环回路30还包括第三蒸发器36。第三蒸发器36用于促使流经其的第一制冷剂吸热，并用于为第一储物间室21 供冷。第三蒸发器36和低温级蒸发器44均能够向第一储物间室21供冷，可使冷藏冷冻装置单一储物间室具有多温区功能，即使第一储物间室21能获得不同的制冷效果，以满足不同的制冷需求，能扩大第一储物间室21的温区范围，也就是说可使冷藏冷冻装置既具备深冷功能，又能满足日常制冷的节能需求。

在本发明的一些实施例中，高温级制冷循环回路30控制阀33。控制阀33 的进口可与高温级冷凝装置32的出口连通。控制阀33具有第一出口和第二出口。如图2所示，第一出口通过第一节流装置341与第一蒸发器35的进口连通；第二出口通过第二节流装置342与第三蒸发器36的进口连通。第三蒸发器36 的出口连通第一蒸发器35的进口。控制阀33可为切换阀，高温级制冷循环回路30中各个蒸发器的布置位置，可保证常温制冷时各个蒸发器的制冷效率，提高冷藏冷冻装置能效，节能效果明显。在本发明的一些可选实施例中，第三蒸发器36可设置于第一节流装置341和第一蒸发器35之间，第一节流装置341 进口可与高温级冷凝装置32的出口连通。

在本发明的一些实施例中，如图2所示，控制阀33具有第三出口，高温级制冷循环回路30还包括第四蒸发器38，第四蒸发器38设置于第三出口和第一蒸发器35的进口之间，第四蒸发器38用于为第三储物间室23供冷。第四蒸发器38的进口与第三出口之间设置有第三节流装置343。在第一蒸发器35工作时，也可同时对第三储物间室23制冷，提高高温级制冷循环回路30的工作效率，节能效果明显。

在本发明的一些可选实施例中，如图3所示，第一节流装置341的出口、第三蒸发器36和第四蒸发器38均与第二蒸发器37的进口连通。

在本发明的一些进一步实施例中，第一节流装置341、第二节流装置342 和第三节流装置343均可为毛细管。吸热管段310还与第二节流装置342热连接，和/或，吸热管段310与第三节流装置343热连接。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，第二储物间室22和第一储物间室 21沿冷藏冷冻装置的横向延伸方向并列设置，第三储物间室23设置于第二储物间室22和第一储物间室21的上侧。第二储物间室22可为冷冻室，第一储物间室21为具有多温区的多功能室，第三储物间室23可为冷藏室。这样设置可使间室布局更加合理，存取相应物品更加方便。

在本发明的一些实施例中，冷藏冷冻装置还包括送风装置，用于促使气流流经第三蒸发器36和/或低温级蒸发器44，并促使气流进入第一储物间室21。在一些优选实施例中，第三蒸发器36包括第二供冷蒸发管，低温级蒸发器44 包括第三供冷蒸发管，第二供冷蒸发管与第三供冷蒸发管穿设于同一翅片组上。第三蒸发器36可以与低温级蒸发器44、以及二者所穿设的翅片组形成一个双管蒸发器。也就是说，该双管蒸发器内具有第三蒸发器36、低温级蒸发器44，共两套蒸发管。第三蒸发器36设置于低温级蒸发器44的上侧。

进一步地，箱体20在第一储物间室21的后侧对应的位置处还形成有用于布置第三蒸发器36和低温级蒸发器44的第二制冷室，第二制冷室通过第二送风风道结构与第一储物间室21连通，以通过第二送风风道结构向第一储物间室 21提供制冷气流。

第三蒸发器36和低温级蒸发器44为整体结构，可共用翅片，例如为两进两出双流道蒸发器，结构为上下结构，当冷藏冷冻装置设定为正常运行时，高温级制冷循环回路30运行，上部第三蒸发器36制冷，此时蒸发器共用下部蒸发器翅片，换热面积大，换热效率高；当冷藏冷冻装置设定为深冷运行时，下部低温级蒸发器44连接，深冷系统工作，下部蒸发器降温，同时共用上部蒸发器翅片，换热面积大，换热效率高。上下排布蒸发器结构，也可使换热均匀。可保证蒸发器换热面积利用率，减小双流道蒸发器尺寸，同时换热均匀，保证管路分布均匀，配合风道系统与制冷风机，既实现常温制冷与深冷制冷两种功能，又能保证常规制冷时节能目的。

在本发明的一些实施例中，箱体20在第三储物间室23的后侧对应的位置处还形成有用于布置第四蒸发器38的第三制冷室，第三制冷室通过第三送风风道结构与第三储物间室23连通，以通过第三送风风道结构向第三储物间室23 提供制冷气流。

在本发明的一些实施例中，第三蒸发器36的出口管上设置有仅允许来自第三蒸发器36的制冷剂单向流出的阀门。该阀门可为单向阀，单向阀能起到防止单向阀下游的第一制冷剂逆向通过。当低温级压缩机41运行时，低温级蒸发器 44的温度很低。由于第三蒸发器36与低温级蒸发器44之间的距离较近，使得第三蒸发器36的管路温度也比较低，甚至会明显低于高温级制冷循环回路30 内的位于第三蒸发器36下游的其他蒸发器的温度。该阀门能避免位于第三蒸发器36下游的其他供冷蒸发器内的第一制冷剂从第三蒸发器36的排出口流入第三蒸发器36内，从而能够避免高温级制冷循环回路30内的第一制冷剂逆向流动，保证了第一制冷剂的有效流通量，提高了整体制冷效率。

以R600a举例，当制冷剂温度为-50℃时，压力约为0.017Mpa，而R600a 的压缩机吸气压力约为0.06Mpa，第三蒸发器36侧压力低于高温级压缩机31 吸气压力，导致高温级制冷循环回路逐渐集聚在第三蒸发器36内，高温级制冷循环回路制冷剂逐渐减少，制冷不良。通过单向阀可防止制冷剂逆流集聚第三蒸发器36内引发制冷不良。通过单向阀无需控制程序调节阀体工作，即可解决因低温引起制冷剂集聚的问题，结构简单，可操作性强。

如图2所示，高温级冷凝装置32可包括冷凝器和防露管。高温级冷凝装置 32的进口连通高温级压缩机31的出口，吸热管段310的出口连通高温级压缩机31的进口。如图3所示，第一蒸发器35的出口连通高温级压缩机31的进口。如图2和图3所示，低温级压缩机41的出口连通第二低温级冷凝装置46的进口，第二低温级冷凝装置45的出口连通放热管段410的进口，放热管段410 的出口连通第一低温级冷凝器42的进口，第一低温级冷凝器42的出口连通低温级节流装置43，低温级节流装置43的出口连通低温级蒸发器44的进口，低温级蒸发器44的出口通过吸热回气管段连通低温级压缩机41的进口。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。