具有深冷冻功能的制冷系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，具体而言，涉及一种具有深冷冻功能的制冷系统及其控制方法。

背景技术

目前市场上对于具有深冷冻功能的冰箱的设计应用较少，而且大多为在冰箱结构上进行改动，从而优化深冷冻室。一般具有深冷冻功能的冰箱大多为单系统，包括单压缩机，通过控制风门的开关和压缩机的频率来满足冷藏室和冷冻室冷量需求，往往会导致深冷冻能力不足、能耗值高、间室漏冷等问题。

针对相关技术中深冷冻冰箱制冷能力不足的问题，目前尚未提出有效地解决方案。

发明内容

本发明提供了一种具有深冷冻功能的制冷系统及其控制方法，以至少解决现有技术中深冷冻冰箱制冷能力不足的问题。

为解决上述技术问题，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种制冷系统，包括：依次连接的压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器；其中，压缩机包括串联设置的第一级压缩机和第二级压缩机；系统还包括：切换控制阀，包括输入端、第一输出端和第二输出端；其中，输入端与蒸发器连接，第一输出端与第一级压缩机的入口连接，第二输出端与第二级压缩机的入口连接，用于控制蒸发器与第一级压缩机的入口连接，采用第一级压缩机和第二级压缩机共同进行冷媒压缩，或，控制蒸发器与第二级压缩机的入口连接，采用第二级压缩机进行冷媒压缩。

进一步地，蒸发器包括：第一蒸发器和第二蒸发器；节流装置包括：第一节流装置和第二节流装置；其中，第一节流装置位于冷凝器和第一蒸发器之间；第二节流装置位于第一蒸发器和第二蒸发器之间。

进一步地，还包括：补气增焓通路，一端与第一蒸发器和第二蒸发器之间的管路连接，另一端与第二级压缩机的入口连接，用于将第一蒸发器蒸发的部分气态冷媒与第一级压缩机喷出的气态冷媒混合后送入第二级压缩机中进行补气增焓。

进一步地，还包括：闪蒸罐，第一端与第一蒸发器连接，第二端与第二节流装置连接，第三端与补气增焓通路连接；截止阀，位于补气增焓通路上。

进一步地，还包括：防凝管，位于冷凝器和第一节流装置之间；干燥过滤器，位于防凝管和第一节流装置之间。

进一步地，还包括：储液罐，位于蒸发器和压缩机之间。

进一步地，第一级压缩机为低压级压缩机，第二级压缩机为高压级压缩机；第一蒸发器为冷藏蒸发器，第二蒸发器为冷冻蒸发器。

根据本发明实施例的另一方面，提供了一种制冷系统控制方法，应用于上述的制冷系统，包括：监听是否触发制冷系统的深冷冻功能；如果是，则控制切换控制阀，采用第一级压缩机和第二级压缩机共同进行冷媒压缩。

进一步地，还包括：控制截止阀开启，通过补气增焓通路对第二级压缩机进行补气增焓。

进一步地，在控制切换控制阀，采用第一级压缩机和第二级压缩机共同进行冷媒压缩之后，还包括：检测是否满足深冷冻功能退出条件；其中，深冷冻功能退出条件至少包括以下之一：触发深冷冻功能的退出操作、蒸发温度达到预设温度；如果是，则控制切换控制阀，采用第二级压缩机进行冷媒压缩；控制截止阀关闭。

根据本发明实施例的又一方面，提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上述的制冷系统控制方法。

在本发明中，采用了双级压缩系统，并且增加了切换控制阀，可根据制冷系统不同的状态进行单、双级压缩机的开停控制，进而通过控制单、双级压缩机的开停和管路的切换来满足制冷系统在深冷冻功能下所需的工况。因此，通过本系统有效解决了现有技术中深冷冻冰箱制冷能力不足的问题，有效提高了深冷冻的制冷能力，满足深冷冻功能所需的温度要求。

附图说明

图1是根据本发明实施例的制冷系统的一种可选的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的制冷系统控制方法的一种可选的流程图。

附图标记说明：

1、第一级压缩机；2、第二级压缩机；3、冷凝器；4、防凝管；5、干燥过滤器；6、第一节流装置；7、第一蒸发器；8、闪蒸罐；9、截止阀；10、第二节流装置；11、第二蒸发器；12、储液罐；13、切换控制阀；131、第一管路；132、第二管路。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

实施例1

在本发明优选的实施例1中提供了一种制冷系统，该制冷系统可以是具有深冷冻功能的冰箱或其他冷冻设备。具体来说，图1示出该系统的一种可选的结构示意图，如图1所示，该系统包括：

依次连接的压缩机、冷凝器3、节流装置和蒸发器；

其中，压缩机包括串联设置的第一级压缩机1和第二级压缩机2；系统还包括：

切换控制阀13，包括输入端、第一输出端和第二输出端；其中，输入端与蒸发器连接，第一输出端与第一级压缩机1的入口连接，第二输出端与第二级压缩机2的入口连接，用于控制蒸发器与第一级压缩机1的入口连接，采用第一级压缩机1和第二级压缩机2共同进行冷媒压缩，或，控制蒸发器与第二级压缩机2的入口连接，采用第二级压缩机2进行冷媒压缩。

切换控制阀13优选为三通阀，通过对三通阀切换至第一管路131、第二管路132，进入不同的运行状态，当切换到第一管路131时则第一级压缩机1和第二级压缩机2同时启动，进入深冷冻功能；当切换到第二管路132时则第一级压缩机1停止运行，第二级压缩机2单独运行，退出深冷冻功能。

在上述实施方式中，采用了双级压缩系统，并且增加了切换控制阀，可根据制冷系统不同的状态进行单、双级压缩机的开停控制，进而通过控制单、双级压缩机的开停和管路的切换来满足制冷系统在深冷冻功能下所需的工况。因此，通过本系统有效解决了现有技术中深冷冻冰箱制冷能力不足的问题，有效提高了深冷冻的制冷能力，满足深冷冻功能所需的温度要求。

本系统中的蒸发器为双级蒸发器，包括：第一蒸发器7和第二蒸发器11；在该系统为冰箱时，第一级压缩机1为低压级压缩机，第二级压缩机2为高压级压缩机；第一蒸发器7为冷藏蒸发器，第二蒸发器11为冷冻蒸发器。节流装置包括：第一节流装置6和第二节流装置10；其中，第一节流装置6位于冷凝器3和第一蒸发器7之间；第二节流装置10位于第一蒸发器7和第二蒸发器11之间。节流装置分别与蒸发器对应。

为了进一步增加深冷冻功能的制冷量，本系统还包括：补气增焓通路，一端与第一蒸发器7和第二蒸发器11之间的管路连接，另一端与第二级压缩机2的入口连接，用于将第一蒸发器7蒸发的部分气态冷媒与第一级压缩机1喷出的气态冷媒混合后送入第二级压缩机2中进行补气增焓。进一步地，还包括：闪蒸罐8，第一端与第一蒸发器7连接，第二端与第二节流装置10连接，第三端与补气增焓通路连接；截止阀9，位于补气增焓通路上。

当因用户需求，冰箱进入深冷冻功能时，通过电路控制，高低压级压缩机同时开启，且切换控制阀13切换至第一管路131，其中闪蒸罐8把冷藏蒸发器出来后的其中一部分气态制冷剂与低压级压缩机排出的高温高压气态制冷剂相混合增焓后进入高压级压缩机进一步压缩处理，一部分液态制冷剂则通过闪蒸罐8出液口进入冷冻蒸发器进行换热(此时蒸发温度约为-45℃)，满足深冷冻功能所需的温度要求。

当冰箱退出深冷冻功能时，通过电路的控制，低压级压缩机关闭，仅启动高压级压缩机，截止阀9关闭中间补气管路，切换阀进行管路切换，制冷剂仅通过高压级压缩机、冷凝器3、冷冻和冷藏蒸发器、毛细管(节流装置)、干燥过滤器5、闪蒸罐8(充当储液罐)，此时冷冻蒸发器端的蒸发温度约为-25℃，满足普通制冷工况所需的温度要求。

本系统根据冰箱用户不同需求，可通过对切换控制阀13的控制，使压缩机实现单独开停，达到既能满足不同蒸发温度控制，又能高效节能的作用。

此外，本系统还包括：防凝管4，位于冷凝器3和第一节流装置6之间；干燥过滤器5，位于防凝管4和第一节流装置6之间。储液罐12，位于蒸发器和压缩机之间。

由于采用了本发明的双级压缩、双蒸发器控制系统，增加了冰箱各功能的运行状态，灵活改变双级压缩机开停状态，相同空间下实现多种温度控制。传统带有深冷冻功能的冰箱在深冷冻运行状态下温度仅能到达-30℃，本发明在深冷冻功能状态下温度能达到-45℃，制冷效果提升50％，而且在开启深冷冻功能下其耗电量相对于传统冰箱下降了7％。

并且，由于本发明中采用的双级压缩控制方式，可根据冰箱不同的状态进行单、双级压缩机的开停控制，而且在深冷冻功能下进行的双级压缩系统中采用了补气装置，通过中间补气的作用，减少高、低压级压缩机间的压差，可以降低耗电量，提高制冷效果。

实施例2

在本发明优选的实施例2中提供了一种制冷系统控制方法，应用于上述实施例1中的制冷系统。具体来说，图2示出该方法的一种可选的流程图，如图2所示，该方法包括如下步骤S202-S204：

S202：监听是否触发制冷系统的深冷冻功能；

S204：如果是，则控制切换控制阀，采用第一级压缩机和第二级压缩机共同进行冷媒压缩。

在上述实施方式中，采用了双级压缩系统，并且增加了切换控制阀，可根据制冷系统不同的状态进行单、双级压缩机的开停控制，进而通过控制单、双级压缩机的开停和管路的切换来满足制冷系统在深冷冻功能下所需的工况。因此，通过本系统有效解决了现有技术中深冷冻冰箱制冷能力不足的问题，有效提高了深冷冻的制冷能力，满足深冷冻功能所需的温度要求。

在开启深冷冻功能时，还包括：控制截止阀开启，通过补气增焓通路对第二级压缩机进行补气增焓。通过双级压缩和补气增焓通路满足深冷冻功能所需的温度要求。

在控制切换控制阀，采用第一级压缩机和第二级压缩机共同进行冷媒压缩之后，还包括：检测是否满足深冷冻功能退出条件；其中，深冷冻功能退出条件至少包括以下之一：触发深冷冻功能的退出操作、蒸发温度达到预设温度；如果是，则控制切换控制阀，采用第二级压缩机进行冷媒压缩；控制截止阀关闭。

根据冰箱用户不同需求，可通过对切换控制阀的控制，使双级压缩机实现单独开停，达到既能满足不同蒸发温度控制，又能高效节能的作用。

实施例3

基于上述实施例2中提供的制冷系统控制方法，在本发明优选的实施例3中还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如上述的制冷系统控制方法。

在上述实施方式中，采用了双级压缩系统，并且增加了切换控制阀，可根据制冷系统不同的状态进行单、双级压缩机的开停控制，进而通过控制单、双级压缩机的开停和管路的切换来满足制冷系统在深冷冻功能下所需的工况。因此，通过本系统有效解决了现有技术中深冷冻冰箱制冷能力不足的问题，有效提高了深冷冻的制冷能力，满足深冷冻功能所需的温度要求。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。