制冷系统、医用低温保存箱及制冷系统的防堵方法

技术领域

本公开涉及制冷技术领域，尤其涉及一种制冷系统、医用低温保存箱及制冷系统的防堵方法。

背景技术

对于低温制冷产品，尤其是采用多级制冷循环的低温级制冷系统，系统中的润滑油由于温度降低，粘度增加而难以流动。压缩机停机，毛细管两端的压力差逐渐消失，以及温度达到润滑油倾点，易发生润滑油的聚积及凝结。此外，润滑油易吸收水分，系统含水率难以有效控制在较低范围内，在低温环境下会发生凝结形成冰晶。因此，系统冷媒中残留的润滑油容易导致毛细管油堵或冰堵，造成系统故障。

发明内容

本公开的一些实施例提出一种制冷系统、医用低温保存箱及制冷系统的防堵方法，用于缓解制冷系统堵塞的问题。

在本公开的一个方面，提供一种制冷系统，包括第一压缩机、第一换热器、节流组件和第二换热器；沿冷媒流动方向，第一压缩机、第一换热器、节流组件、第二换热器和第一压缩机依次连通，其中所述节流组件包括并联连接的两个毛细管，所述两个毛细管的长度相同，且所述两个毛细管被配置为择一处于工作状态；所述两个毛细管中的每个毛细管包括串联的第一管段和第二管段，所述第一管段连接于所述第一换热器，所述第二管段连接于所述第二换热器，所述第一管段的管径小于所述第二管段的管径。

在一些实施例中，制冷系统还包括两个加热件，所述两个加热件被配置为分别一一对应为所述两个毛细管加热。

在一些实施例中，所述两个加热件螺旋延伸，所述两个加热件分别一一对应穿设在所述两个毛细管螺旋形成的腔内。

在一些实施例中，制冷系统还包括控制器，所述控制器电连接所述两个加热件，所述控制器被配置为控制所述加热件对所述毛细管的加热温度或加热时间。

在一些实施例中，制冷系统还包括控制器和两个控制阀，所述两个控制阀被配置为分别一一对应控制所述两个毛细管处于工作状态或非工作状态，所述控制器电连接所述两个控制阀，所述控制器被配置为控制所述两个控制阀中的一个开启，以使该开启的控制阀所对应的毛细管处于工作状态。

在一些实施例中，制冷系统还包括电连接所述控制器的第一温度检测件和第二温度检测件，所述第一温度检测件被配置为检测所述第二换热器的第一出口温度，所述第二温度检测件被配置为检测所述第二换热器所要进行换热的空间内的温度，所述控制器被配置为接收所述第一温度检测件和所述第二温度检测件检测到的温度信号，且在所述第一出口温度大于所述空间内的温度，且所述第一出口温度持续升高，升温速率大于等于第一预设值，或者，所述第一出口温度高于第一预设温度值时，控制当前处于开启状态的控制阀关闭，处于关闭状态的控制阀开启。

在一些实施例中，制冷系统还包括电连接所述控制器的第三温度检测件，所述第三温度检测件被配置为检测所述节流组件的第二出口温度，在所述第二出口温度相较于正常工况下降低，且降温速率大于等于第二预设值，或者，第二出口温度低于第二预设温度值时，控制当前处于开启状态的控制阀关闭，处于关闭状态的控制阀开启。

在一些实施例中，制冷系统还包括第二压缩机、第三换热器和节流件，沿冷媒的流动方向，所述第二压缩机、第三换热器、节流件、第一换热器和第二压缩机依次连通。

在本公开的一个方面，提供一种医用低温保存箱，包括：

箱体，其内形成容纳物品的储藏空间；以及

上述的制冷系统，所述第二换热器被配置为对所述储藏空间进行降温。

在一些实施例中，医用低温保存箱还包括设于所述箱体的外部的第二压缩机、第三换热器和节流件，沿冷媒的流动方向，所述第二压缩机、第三换热器、节流件、第一换热器和第二压缩机依次连通。

在本公开的一个方面，提供一种上述制冷系统的防堵方法，其包括以下步骤：

第一压缩机运行，使并联连接的两个毛细管中的其中一个处于工作状态；

在处于工作状态的毛细管出现堵塞的情况下，切换另一个毛细管处于工作状态。

在一些实施例中，制冷系统的防堵方法还包括判断处于工作状态的毛细管出现堵塞的方法，其包括以下步骤；

通过第一温度检测件检测第二换热器的第一出口温度；

通过第二温度检测件检测第二换热器所要进行换热的空间内的温度；

在所述第一出口温度大于所述空间内的温度，且所述第一出口温度持续升高，升温速率大于等于第一预设值，或者，所述第一出口温度高于第一预设温度值时，判断当前处于工作状态的毛细管出现堵塞。

在一些实施例中，制冷系统的防堵方法还包括判断处于工作状态的毛细管出现堵塞的方法，其包括以下步骤；

通过第三温度检测件检测节流组件的第二出口温度；

在所述第二出口温度相较于正常工况下降低，且降温速率大于等于第二预设值，或者，所述第二出口温度低于第二预设温度值时，判断当前处于工作状态的毛细管出现堵塞。

在一些实施例中，制冷系统的防堵方法还包括步骤：

通过加热件对出现堵塞的毛细管进行加热，直至达到预设加热时间或毛细管内的温度达到预设加热温度。

基于上述技术方案，本公开至少具有以下有益效果：

在一些实施例中，制冷系统中包括并联连接的两个毛细管，两个毛细管的长度相同，且择一处于工作状态，在处于工作状态的毛细管出现堵塞的情况下，切换另一毛细管处于工作状态，以避免毛细管油堵或冰堵的状况对制冷系统造成的影响，提高毛细管对制冷系统运行全过程中的适应性；将一整段毛细管设置为两段不同内径的毛细管串联连接。其中，第一管段的管径稍小，为入口管，第二管段的管径稍大，为出口管。冷媒在毛细管内节流降压降温，毛细管的出口温度远低于入口温度，冷媒节流至毛细管的末端时，温度降至很低，此时润滑油会凝固，堵塞主要发生在毛细管后半段，因此用稍粗的管段作为出口管可以让润滑油的流动更顺畅，利于润滑油流回压缩机。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1为根据本公开一些实施例提供的制冷系统的示意图；

图2为根据本公开一些实施例提供的毛细管和加热件的示意图；

图3为根据本公开一些实施例提供的制冷系统的防堵方法的流程示意图。

附图中标号说明如下：

11-第一压缩机；12-第二压缩机；

21-第一换热器；22-第二换热器；23-第三换热器；

3-节流组件；31-毛细管；311-第一管段；312-第二管段；

4-加热件；

5-节流件；

6-控制器；

7-控制阀；

81-第一温度检测件；82-第二温度检测件；83-第三温度检测件；

91-第一干燥过滤器；92-第二干燥过滤器；

10-油分离器。

应当明白，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

图1是根据本公开制冷系统的一些实施例的结构示意图。参考图1，在一些实施例中，制冷系统包括第一压缩机11、第一换热器21、节流组件3和第二换热器22。沿冷媒流动方向，第一压缩机11、第一换热器21、节流组件3、第二换热器22和第一压缩机11依次连通，其中节流组件3包括并联连接的两个毛细管31，两个毛细管31的长度相同，且两个毛细管31被配置为择一处于工作状态。

本公开实施例提供的制冷系统中包括并联连接的两个毛细管31，两个毛细管31的长度相同，且两个毛细管31被配置为择一处于工作状态，在处于工作状态的毛细管31出现堵塞的情况下，切换另一毛细管31处于工作状态，避免毛细管油堵或冰堵的状况对制冷系统造成的影响，提高毛细管对制冷系统运行全过程中的适应性。并且本公开实施例提供的制冷系统，相比传统制冷系统仅增设一根毛细管，结构简单，防堵操作方便，成本并没增加多少，但对系统油堵的处置影响降低至最小，甚至无影响。

在一些实施例中，第二换热器22被配置为对需要制冷的空间进行换热降温，通过检测需要制冷的空间的温度，判断毛细管31是否堵塞，实现两根等长毛细管间的切换，因此，能够降低毛细管对制冷系统可靠稳定运行的影响。

参考图2，在一些实施例中，两个毛细管31中的每个毛细管31包括串联的第一管段311和第二管段312，第一管段311连接于第一换热器21，第二管段312连接于第二换热器22，第一管段311的管径小于第二管段312的管径。

为有效缓解毛细管堵塞(油堵和冰堵)的问题，将一整段毛细管设置为两段不同内径的毛细管串联连接。其中，第一管段311的管径稍小，为入口管，第二管段312的管径稍大，为出口管。冷媒在毛细管31内节流降压降温，毛细管31的出口温度远低于入口温度，冷媒节流至毛细管31的末端时，温度降至很低，此时润滑油会凝固，堵塞主要发生在毛细管后半段，因此用稍粗的管段作为出口管可以让润滑油的流动更顺畅，利于润滑油流回压缩机。

在一些实施例中，两个毛细管31的结构和尺寸均相同。

在一些实施例中，制冷系统还包括两个加热件4，两个加热件4被配置为分别一一对应为两个毛细管31加热。也就是每个毛细管31对应通过一加热件4进行加热。

第一压缩机11开机，制冷系统运行，当目前处于工作状态的毛细管31出现堵塞的情况下，切换另一毛细管31处于工作状态，并开启加热件4对堵塞的毛细管31进行加热，待堵塞的毛细管31的管温达到预设加热温度或加热时间达到预设加热时间时，加热件4停止加热，此时堵塞的毛细管31通畅，待用，在处于工作状态的毛细管31堵塞的情况下，重新切换使用。如此循环，实现制冷系统中两根并联等长毛细管31间的切换。

在一些实施例中，两个加热件4螺旋延伸，两个加热件4分别一一对应穿设在两个毛细管31螺旋形成的腔内。也就是说，每个毛细管31螺旋延伸形成的腔内穿设有一加热件4。

加热件4包括条形的加热部，条形的加热部穿设在加热件4螺旋延伸形成的腔内。

毛细管31螺旋盘绕形成圆盘状，加热件4从盘状毛细管中心贯穿通过，加热件4通电对堵塞的毛细管31加热。

在一些实施例中，制冷系统还包括控制器6，控制器6电连接两个加热件4，控制器6被配置为控制加热件4对毛细管31的加热温度或加热时间。

在其中一个毛细管31堵塞的情况下，切换另一个毛细管31处于工作状态，通过加热件4对堵塞的毛细管31进行加热，不会影响制冷系统的稳定运行，且通过控制器6控制加热时间或加热温度，既能避免加热时间过长或加热温度过高对毛细管31运行造成影响，又能避免加热时间过短或加热温度过低，不利于使堵塞的毛细管31通畅，因此，能够降低毛细管加热对制冷系统稳定运行的影响，提高系统可靠性。

在一些实施例中，制冷系统还包括控制器6和两个控制阀7，两个控制阀7被配置为分别一一对应控制两个毛细管31处于工作状态或非工作状态，控制器6电连接两个控制阀7，控制器6被配置为控制两个控制阀7中的一个开启，以使开启的控制阀7所对应的毛细管31处于工作状态。

其中一个控制阀7设于其中一个毛细管31所在的管路上，另一个控制阀7设于另一个毛细管31所在的管路上。

一个控制阀7控制一个毛细管31所在管路的通断。控制阀7开启，该控制阀7对应的毛细管31所在的管路连通，该毛细管31处于工作状态。控制阀7关闭，该控制阀7对应的毛细管31所在的管路断开，该毛细管31处于非工作状态。

在一些实施例中，制冷系统还包括电连接控制器6的第一温度检测件81和第二温度检测件82，第一温度检测件81被配置为检测第二换热器22的第一出口温度，第二温度检测件82被配置为检测第二换热器22所要进行换热(降温)的空间内的温度，控制器6被配置为接收第一温度检测件81和第二温度检测件82检测到的温度信号，且在第一出口温度大于空间内的温度，且第一出口温度持续升高，升温速率大于等于第一预设值，或者，第一出口温度高于第一预设温度值时，控制当前处于开启状态的控制阀7关闭，处于关闭状态的控制阀7开启。

通过第二换热器22的第一出口温度，以及第一出口温度与第二换热器22所要进行换热的空间内的温度的关系，判断当前处于工作状态的毛细管31是否堵塞，判断结果较为准确。

第一温度检测件81被配置为检测第二换热器22的第一出口温度，第一温度检测件81可以设于第二换热器22的出口处。

在一些实施例中，制冷系统还包括电连接控制器6的第三温度检测件83，第三温度检测件83被配置为检测节流组件3的第二出口温度，在第二出口温度相较于正常工况下降低，且降温速率大于等于第二预设值，或者，第二出口温度低于第二预设温度值时，控制当前处于开启状态的控制阀7关闭，处于关闭状态的控制阀7开启。

节流组件3的第二出口温度可以通过检测处于工作状态的毛细管31的出口温度获得。第三温度检测件83可以设于节流组件3的出口处，例如：两个毛细管31的出口处分别设置一第三温度检测件83。

在一些实施例中，制冷系统还包括油分离器10，油分离器10设于第一压缩机11与第一换热器21之间的管路上，油分离器10通过回油管路连接第一压缩机11。油分离器10用于分离出冷媒中的润滑油，且将分离出的润滑油通过回油管路送回至第一压缩机11，降低冷媒中的含油量。

在一些实施例中，制冷系统还包括第一干燥过滤器91，第一干燥过滤器91设于第一换热器21与节流组件3之间的管路上。第一干燥过滤器91用于对冷媒中的水分进行吸收。

在一些实施例中，制冷系统还包括第二压缩机12、第三换热器23和节流件5，沿冷媒的流动方向，第二压缩机12、第三换热器23、节流件5、第一换热器21和第二压缩机12依次连通。

第一压缩机11和第二压缩机12中的冷媒均经过第一换热器21，第二压缩机12中的冷媒经过第一换热器21时吸热蒸发，第一压缩机11中的冷媒经过第一换热器21时放热冷凝，通过第二压缩机12提供的冷媒在第一换热器21中对第一压缩机11提供的冷媒进行降温，相对于普通环境降温，能够将第一压缩机11提供的冷媒的温度降至极低，以使第一压缩机11提供的冷媒在第一换热器21中降温后，通过节流组件3进一步降温，在第二换热器22中与需要进行降温的空间进行换热，能够使需要降温的空间达到极低的温度环境，满足使用需求。

第二压缩机12所在的制冷循环管路中的节流件5也可以采用毛细管，该节流件5发生堵塞的情况概率小，这是由于在第二压缩机12所在的制冷循环管路中，经过节流件5节流后的冷媒温度为-40℃左右，而润滑油的倾点温度为-50℃左右，所以第二压缩机12所在的制冷循环管路发生油堵的概率极小。

而第一压缩机11所在的制冷循环管路，由于与第二压缩机11所在的制冷循环管路共用第一换热器21，能够使第一压缩机11所在的制冷循环管路中流经第一换热器21后的冷媒的温度降至极低，经过节流组件3的冷媒温度可达-80℃，远低于润滑油的倾点，因此，节流组件3容易发生油堵或冰堵。

节流组件3包括两根并联等长的毛细管31，在其中一个毛细管31堵塞的情况下，切换另一毛细管31处于工作状态，并开启加热件4对堵塞的毛细管31进行加热，待堵塞的毛细管31的管温达到预设加热温度或加热时间达到预设加热时间时，加热件4停止加热，此时堵塞的毛细管31通畅，等待处于工作状态的毛细管31堵塞后重新切换使用。如此循环，实现制冷系统中两根并联等长毛细管31之间的切换，避免毛细管31油堵或冰堵的状况对制冷系统造成的影响。

在一些实施例中，制冷系统还包括第二干燥过滤器92，第二干燥过滤器92设于第三换热器23与节流件5之间的管路上。第二干燥过滤器92用于对冷媒中的水分进行吸收。

一些实施例还提供了一种上述的制冷系统的防堵方法，其包括以下步骤：

第一压缩机11运行，使并联连接的两个毛细管31中的其中一个处于工作状态；

在处于工作状态的毛细管31出现堵塞的情况下，切换另一个毛细管31处于工作状态。

本公开实施例提供的制冷系统中包括并联连接的两个毛细管31，两个毛细管31的长度相同，其中一个毛细管31处于工作状态，在处于工作状态的毛细管31出现堵塞的情况下，切换另一毛细管31处于工作状态，避免毛细管31油堵或冰堵的状况对制冷系统造成的影响，提高毛细管31对制冷系统运行全过程中的适应性。本公开实施例提供的制冷系统结构简单，防堵操作方便，成本并没增加多少，但对系统油堵的处置影响降低至最小，甚至无影响。

在一些实施例中，制冷系统的防堵方法还包括判断处于工作状态的毛细管31出现堵塞的方法，其包括以下步骤；

通过第一温度检测件81检测第二换热器22的第一出口温度；

通过第二温度检测件82检测第二换热器22所要进行换热的空间内的温度；

在第一出口温度大于空间内的温度，且第一出口温度持续升高，升温速率大于等于第一预设值，或者，第一出口温度高于第一预设温度值时，判断当前处于工作状态的毛细管31出现堵塞。

在一些实施例中，制冷系统的防堵方法还包括判断处于工作状态的毛细管31出现堵塞的方法，其包括以下步骤；

通过第三温度检测件83检测节流组件3的第二出口温度；

在第二出口温度相较于正常工况下降低，且降温速率大于等于第二预设值，或者，第二出口温度低于第二预设温度值时，判断当前处于工作状态的毛细管31出现堵塞。

在一些实施例中，制冷系统的防堵方法，还包括步骤：

通过加热件4对出现堵塞的毛细管31进行加热，直至达到预设加热时间或毛细管31内的温度达到预设加热温度。

为避免毛细管的油堵和冰堵对制冷系统正常运行产生影响，本公开实施例依据第二换热器22的第一出口温度或节流组件3的第二出口温度判断毛细管是否堵塞，实现制冷系统在两根等长毛细管间的切换和堵塞毛细管的加热。

下面详细描述制冷系统的一些具体实施例。

参考图1，制冷系统包括高温级组件和低温级组件。

高温级组件包括第二压缩机12、第三换热器23、第二干燥过滤器92和节流件5。第三换热器23作为冷凝器。沿冷媒的流动方向，第二压缩机12、第三换热器23、节流件5、第一换热器21和第二压缩机12依次连通。

低温级组件包括第一压缩机11、油分离器10、第一干燥过滤器91、节流组件3(两个并联的毛细管31)、第二换热器22、两个加热件4和两个控制阀7。沿冷媒流动方向，第一压缩机11、第一换热器21、节流组件3、第二换热器22和第一压缩机11依次连通。第二换热器22作为蒸发器。

高温级组件和低温级组件共用第一换热器21。第一换热器21在高温级组件中作为蒸发器，在低温级组件中作为冷凝器。

其中，油分离器10中积存的润滑油通过回油管路流入第一压缩机11。

低温级组件中的两个并联的毛细管31包括第一毛细管和第二毛细管，两个控制阀7包括第一控制阀和第二控制阀，两个加热件4包括第一加热件和第二加热件。第一控制阀控制第一毛细管处于工作状态或处于非工作状态。第二控制阀控制第二毛细管处于工作状态或处于非工作状态。第一加热件用于给第一毛细管加热。第二加热件用于给第二毛细管加热。

参考图3，第一压缩机11和第二压缩机12开机(包括开停机和从环温开机拉温两个阶段)，制冷系统运行，第一毛细管处于工作状态，第二毛细管处于非工作状态。用第一温度检测件81检测第二换热器22的第一出口温度，用第二温度检测件82检测第二换热器22所要进行换热的空间内的温度，当第一出口温度高于空间内的温度，且第一出口温度呈现持续升高的趋势，升温速率大于等于第一预设值，或者，第一出口温度高于第一预设温度值时，则判断第一毛细管堵塞。或者，通过第三温度检测件83检测节流组件3的第二出口温度；在第二出口温度相较于正常工况下降低，且降温速率大于等于第二预设值，或者，第二出口温度低于第二预设温度值时，判断第一毛细管出现堵塞。此时，通过第二控制阀切换第二毛细管与管路连通处于工作状态，第一毛细管与管路断开处于非工作状态，并开启第一加热件对堵塞的第一毛细管进行加热，待第一毛细管的管温达到预设加热温度T(第一毛细管管温≥T)或电加热时间达到预设加热时间t(加热时间≥t)时，第一加热件断电，电加热退出。

同样，若判断出第二毛细管堵塞，则通过第一控制阀控制第一毛细管与管路连通处于工作状态，第二控制阀控制第二毛细管处于非工作状态。开启第二加热件对堵塞的第二毛细管进行加热，待第二毛细管的管温达到预设加热温度T或电加热时间达到预设加热时间t时，第二加热件断电，电加热退出。

如此循环，实现制冷系统中两根并联等长毛细管间的切换。

一些实施例还提供了一种医用低温保存箱，其包括箱体和上述任一实施例中的制冷系统。

箱体内形成容纳物品的储藏空间。第二换热器22被配置为对储藏空间进行降温。

在一些实施例中，储藏空间的温度要求为-80℃～-90℃。

在一些实施例中，制冷系统还包括第二温度检测件82，第二温度检测件82用于检测第二换热器22所要进行换热的空间内的温度。在该实施例中，第二换热器22所要进行换热的空间为医用低温保存箱的箱体内形成的容纳物品的储藏空间。第二温度检测件82用于检测储藏空间内的温度。

在一些实施例中，制冷系统还包括设于箱体的外部的第二压缩机12、第三换热器23和节流件5，沿冷媒的流动方向，第二压缩机12、第三换热器23、节流件5、第一换热器21和第二压缩机12依次连通。

第二换热器22用于对医用低温保存箱的箱体内形成的容纳物品的储藏空间进行降温，第一压缩机11、第一换热器21、节流组件3可以设于箱体内，且位于储藏空间的外部。

第二压缩机12、第三换热器23和节流件5可以设于箱体的外部。

基于上述本公开的各实施例，在没有明确否定或冲突的情况下，其中一个实施例的技术特征可以有益地与其他一个或多个实施例相互结合。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。