一种组合式低温制冷系统的制作方法

专利2022-06-28  121


本实用新型涉及制冷技术领域,具体是一种可以精准高效的实现制冷和除霜功能的组合式低温制冷系统。



背景技术:

电商发展、城镇化进程加速、中国消费不断升级,人们对有营养的、食用安全的生鲜食品的需求量不断增大。中国冷冻冷藏市场规模总体呈现快速增长势态。目前中国冷冻冷藏市场以定速压缩机单体系统为主。由于冷冻冷藏市场负荷的多变及不确定性,出于对节能环保及精确控制的要求,需要开发一种能够实现制冷和除霜功能、以及精准高效运行的制冷系统。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提出一种组合式低温制冷系统,其可交替实现制冷及除霜运行模式,具有节约能源、控温精确度高和制冷效果好的特点。

本实用新型的目的可通过以下技术方案实现:

一种组合式低温制冷系统,其包括有制冷压缩机、室外热交换器、第一室内换热器、第二室内换热器、气液分离器、第三电子膨胀阀、第二电子膨胀阀、第一电子膨胀阀、油分离器、第二回油毛细管、第一回油毛细管、均油毛细管、第三四通阀、第四四通阀、第一四通阀、第二四通阀、第一管路、第二管路、第三管路、第四管路和第五管路。

制冷压缩机的吸气端连接通有压缩机吸气管、排气端连接通有压缩机排气管。

油分离器具有进气口、出气口和回油口,油分离器的进气口连接通压缩机排气管、出气口分别连通第三四通阀的1个阀口和第四四通阀的1个阀口、回油口连接通有均油毛细管。

第三四通阀的另外2个阀口分别连接至第一管路和第二管路,第四四通阀的另外2个阀口分别连接至第二管路和第三管路。

第一管路上串联有室外热交换器和第三电子膨胀阀,室外热交换器靠近第三四通阀设置,第一管路的末端分别连接通有第四管路和第五管路,第四管路上串联有第一室内换热器和第一电子膨胀阀,第五管路上串联有第二室内换热器和第二电子膨胀阀。

第一四通阀中的3个阀口分别连接至第四管路、第三管路和第二管路;第四管路上第一室内换热器靠近第一四通阀设置。

第二四通阀中的3个阀口分别连接至第五管路、第三管路和第二管路;第五管路上第二室内换热器靠近第二四通阀设置。

气液分离器的进气口分别通过管路连接通第二管路和均油毛细管、出气口通过管路连接通压缩机吸气管。

本实用新型可实现全制冷运行状态、制冷负荷大于除霜负荷的运行状态及除霜负荷大于制冷负荷的运行状态。

1、当第三四通阀使油分离器的出气口与第一管路连通、第四四通阀全关闭、第一四通阀使第二管路与第四管路连通、以及第二四通阀使第二管路与第五管路连通时,冷媒由制冷压缩机的压缩机排气管→油分离器→第三四通阀→第一管路→室外热交换器→第三电子膨胀阀,由第一管路分两路。

一路经第一管路→第四管路→第一电子膨胀阀→第一室内换热器→第一四通阀→第二管路;另一路经第一管路→第五管路→第二电子膨胀阀→第二室内换热器→第二四通阀→第二管路;两路汇合于第二管路,再经第二管路→气液分离器→制冷压缩机的压缩机吸气管,实现全制冷运行状态。

2、当第三四通阀使油分离器的出气口与第一管路连通、第四四通阀使油分离器的出气口与第三管路连通、第一四通阀使第二管路与第四管路连通、以及第二四通阀使第三管路与第五管路连通时,冷媒由制冷压缩机的压缩机排气管→油分离器,由油分离器的出气口分两路。

一路作为除霜冷媒经油分离器的出气口→第四四通阀→第三管路→第二四通阀→第五管路→第二室内换热器→第二电子膨胀阀→第四管路;另一路经油分离器的出气口→第三四通阀→第一管路→室外热交换器→第三电子膨胀阀→第四管路;两路汇合于第四管路,再经第四管路→第一电子膨胀阀→第一室内换热器→第一四通阀→第二管路→气液分离器→制冷压缩机的压缩机吸气管,实现仅部分冷媒用于除霜的制冷负荷大于除霜负荷的运行状态。

3、当第三四通阀使第一管路与第二管路连通、第四四通阀使油分离器的出气口与第三管路连通、第一四通阀使第二管路与第四管路连通、以及第二四通阀使第三管路与第五管路连通时,冷媒由制冷压缩机的压缩机排气管→油分离器→第四四通阀→第三管路→第二四通阀→第五管路→第二室内换热器→第二电子膨胀阀,由第五管路分两路。

一路作为制冷冷媒经第五管路→第四管路→第一电子膨胀阀→第一室内换热器→第一四通阀→第二管路;另一路经第五管路→第一管路→第三电子膨胀阀→室外热交换器→第三四通阀→第二管路;两路汇合于第二管路,经第二管路→气液分离器→制冷压缩机的压缩机吸气管,实现仅部分冷媒用于制冷的除霜负荷大于制冷负荷的运行状态。

优化方案,本实用新型中制冷压缩机是由1台定速压缩机和1台变频压缩机并联成的压缩机组,定速压缩机的吸气端连接通有定速端吸气分管、排气端连接通有定速端排气分管,变频压缩机的吸气端连接通有变频端吸气分管、排气端连接通有变频端排气分管,定速端吸气分管和变频端吸气分管分别连接通压缩机吸气管、定速端排气分管和变频端排气分管分别连接通压缩机排气管。

进一步优化方案,本实用新型中油分离器的回油口的末端还分别连接通有第一回油毛细管和第二回油毛细管,第一回油毛细管的末端连通至定速压缩机的定速端吸气分管;第二回油毛细管的末端连通至变频压缩机的变频端吸气分管。

本实用新型具有以下实质性特点和进步:

1、本实用新型可实现全制冷运行状态、制冷负荷大于除霜负荷的运行状态及除霜负荷大于制冷负荷的运行状态;其可通过第一室内换热器和第二室内换热器交替实现制冷及除霜,一是实现室内换热器间热量交换,节约能源;二是减弱除霜过程对温度控制的影响,提高控制精确度,确保制冷效果。

2、本实用新型进一步通过定速压缩机和变频压缩机并联成的压缩机组,实现无级能量调节及精确控制温度,在确保制冷效果的基础上减少能耗。

3、本实用新型进一步通过第一回油毛细管和第二回油毛细管确保向定速压缩机和变频压缩机内提供足量润滑油,确保压缩机组安全、可靠、高效的运行。

附图说明

图1为本实用新型处于全制冷运行状态的结构示意图。

图2为本实用新型处于制冷负荷大于除霜负荷运行状态的结构示意图。

图3为本实用新型处于除霜负荷大于制冷负荷运行状态的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

实施例1

参考图1,一种组合式低温制冷系统,其包括有制冷压缩机、室外热交换器3、第一室内换热器4、第二室内换热器5、气液分离器6、第三电子膨胀阀7、第二电子膨胀阀8、第一电子膨胀阀9、油分离器10、第二回油毛细管11、第一回油毛细管12、均油毛细管13、第三四通阀14、第四四通阀15、第一四通阀16、第二四通阀17、第一管路91、第二管路92、第三管路93、第四管路94和第五管路95。

制冷压缩机是由1台定速压缩机1和1台变频压缩机2并联成的压缩机组,定速压缩机1的吸气端连接通有定速端吸气分管、排气端连接通有定速端排气分管,变频压缩机2的吸气端连接通有变频端吸气分管、排气端连接通有变频端排气分管,定速端吸气分管和变频端吸气分管分别连接通压缩机吸气管901、定速端排气分管和变频端排气分管分别连接通压缩机排气管902。

油分离器10具有进气口、出气口和回油口,油分离器10的进气口连接通压缩机排气管902、出气口分别连通第三四通阀14的1个阀口和第四四通阀15的1个阀口、回油口的末端分别连接通有均油毛细管13、第一回油毛细管12和第二回油毛细管11。第一回油毛细管12的末端连通至定速压缩机1的定速端吸气分管;第二回油毛细管11的末端连通至变频压缩机2的变频端吸气分管。

第三四通阀14的另外2个阀口分别连接至第一管路91和第二管路92,第四四通阀15的另外2个阀口分别连接至第二管路92和第三管路93。

第一管路91上串联有室外热交换器3和第三电子膨胀阀7,室外热交换器3靠近第三四通阀14设置,第一管路91的末端分别连接通有第四管路94和第五管路95,第四管路94上串联有第一室内换热器4和第一电子膨胀阀9,第五管路95上串联有第二室内换热器5和第二电子膨胀阀8。

第一四通阀16中的3个阀口分别连接至第四管路94、第三管路93和第二管路92;第四管路94上第一室内换热器4靠近第一四通阀16设置。

第二四通阀17中的3个阀口分别连接至第五管路95、第三管路93和第二管路92;第五管路95上第二室内换热器5靠近第二四通阀17设置。

气液分离器6的进气口分别通过管路连接通第二管路92和均油毛细管13、出气口通过管路连接通压缩机吸气管901。

本实施例的组合式低温制冷系统中,第三四通阀14使油分离器10的出气口与第一管路91连通,第四四通阀15全关闭,第一四通阀16使第二管路92与第四管路94连通,以及第二四通阀17使第二管路92与第五管路95连通。此时本实施例的组合式低温制冷系统冷媒的流向如下。

冷媒由制冷压缩机的压缩机排气管902→油分离器10→第三四通阀14→第一管路91→室外热交换器3→第三电子膨胀阀7,由第一管路91分两路。

一路经第一管路91→第四管路94→第一电子膨胀阀9→第一室内换热器4→第一四通阀16→第二管路92。另一路经第一管路91→第五管路95→第二电子膨胀阀8→第二室内换热器5→第二四通阀17→第二管路92。两路汇合于第二管路92,再经第二管路92→气液分离器6→制冷压缩机的压缩机吸气管901,实现全部冷媒用于制冷的全制冷运行状态。

实施例2

参考图2,本实施例的的组合式低温制冷系统与实施例1的区别在于:本实施例中第三四通阀14使油分离器10的出气口与第一管路91连通,第四四通阀15使油分离器10的出气口与第三管路93连通,第一四通阀16使第二管路92与第四管路94连通,以及第二四通阀17使第三管路93与第五管路95连通。此时本实施例的组合式低温制冷系统冷媒的流向如下。

冷媒由制冷压缩机的压缩机排气管902→油分离器10,由油分离器10的出气口分两路。

一路作为除霜冷媒经油分离器10的出气口→第四四通阀15→第三管路93→第二四通阀17→第五管路95→第二室内换热器5→第二电子膨胀阀8→第四管路94。另一路经油分离器10的出气口→第三四通阀14→第一管路91→室外热交换器3→第三电子膨胀阀7→第四管路94。两路汇合于第四管路94,再经第四管路94→第一电子膨胀阀9→第一室内换热器4→第一四通阀16→第二管路92→气液分离器6→制冷压缩机的压缩机吸气管901,实现仅部分冷媒用于除霜的制冷负荷大于除霜负荷的运行状态。

实施例3

参考图3,本实施例的的组合式低温制冷系统与实施例1的区别在于:本实施例中第三四通阀14使第一管路91与第二管路92连通,第四四通阀15使油分离器10的出气口与第三管路93连通,第一四通阀16使第二管路92与第四管路94连通,以及第二四通阀17使第三管路93与第五管路95连通。此时本实施例的组合式低温制冷系统冷媒的流向如下。

冷媒由制冷压缩机的压缩机排气管902→油分离器10→第四四通阀15→第三管路93→第二四通阀17→第五管路95→第二室内换热器5→第二电子膨胀阀8,由第五管路95分两路。

一路作为制冷冷媒经第五管路95→第四管路94→第一电子膨胀阀9→第一室内换热器4→第一四通阀16→第二管路92。另一路经第五管路95→第一管路91→第三电子膨胀阀7→室外热交换器3→第三四通阀14→第二管路92。两路汇合于第二管路92,经第二管路92→气液分离器6→制冷压缩机的压缩机吸气管901,实现仅部分冷媒用于制冷的除霜负荷大于制冷负荷的运行状态。


技术特征:

1.一种组合式低温制冷系统,其特征在于:包括有制冷压缩机、室外热交换器(3)、第一室内换热器(4)、第二室内换热器(5)、气液分离器(6)、第三电子膨胀阀(7)、第二电子膨胀阀(8)、第一电子膨胀阀(9)、油分离器(10)、第二回油毛细管(11)、第一回油毛细管(12)、均油毛细管(13)、第三四通阀(14)、第四四通阀(15)、第一四通阀(16)、第二四通阀(17)、第一管路(91)、第二管路(92)、第三管路(93)、第四管路(94)和第五管路(95);

制冷压缩机的吸气端连接通有压缩机吸气管(901)、排气端连接通有压缩机排气管(902);

油分离器(10)具有进气口、出气口和回油口,油分离器(10)的进气口连接通压缩机排气管(902)、出气口分别连通第三四通阀(14)的1个阀口和第四四通阀(15)的1个阀口、回油口连接通有均油毛细管(13);

第三四通阀(14)的另外2个阀口分别连接至第一管路(91)和第二管路(92),第四四通阀(15)的另外2个阀口分别连接至第二管路(92)和第三管路(93);

第一管路(91)上串联有室外热交换器(3)和第三电子膨胀阀(7),室外热交换器(3)靠近第三四通阀(14)设置,第一管路(91)的末端分别连接通有第四管路(94)和第五管路(95),第四管路(94)上串联有第一室内换热器(4)和第一电子膨胀阀(9),第五管路(95)上串联有第二室内换热器(5)和第二电子膨胀阀(8);

第一四通阀(16)中的3个阀口分别连接至第四管路(94)、第三管路(93)和第二管路(92);第四管路(94)上第一室内换热器(4)靠近第一四通阀(16)设置;

第二四通阀(17)中的3个阀口分别连接至第五管路(95)、第三管路(93)和第二管路(92);第五管路(95)上第二室内换热器(5)靠近第二四通阀(17)设置;

气液分离器(6)的进气口分别通过管路连接通第二管路(92)和均油毛细管(13)、出气口通过管路连接通压缩机吸气管(901)。

2.根据权利要求1所述的组合式低温制冷系统,其特征在于:

当第三四通阀(14)使油分离器(10)的出气口与第一管路(91)连通、第四四通阀(15)全关闭、第一四通阀(16)使第二管路(92)与第四管路(94)连通、以及第二四通阀(17)使第二管路(92)与第五管路(95)连通时,冷媒由制冷压缩机的压缩机排气管(902)→油分离器(10)→第三四通阀(14)→第一管路(91)→室外热交换器(3)→第三电子膨胀阀(7),由第一管路(91)分两路;

一路经第一管路(91)→第四管路(94)→第一电子膨胀阀(9)→第一室内换热器(4)→第一四通阀(16)→第二管路(92);另一路经第一管路(91)→第五管路(95)→第二电子膨胀阀(8)→第二室内换热器(5)→第二四通阀(17)→第二管路(92);两路汇合于第二管路(92),再经第二管路(92)→气液分离器(6)→制冷压缩机的压缩机吸气管(901),实现全制冷运行状态。

3.根据权利要求1所述的组合式低温制冷系统,其特征在于:

当第三四通阀(14)使油分离器(10)的出气口与第一管路(91)连通、第四四通阀(15)使油分离器(10)的出气口与第三管路(93)连通、第一四通阀(16)使第二管路(92)与第四管路(94)连通、以及第二四通阀(17)使第三管路(93)与第五管路(95)连通时,冷媒由制冷压缩机的压缩机排气管(902)→油分离器(10),由油分离器(10)的出气口分两路;

一路作为除霜冷媒经油分离器(10)的出气口→第四四通阀(15)→第三管路(93)→第二四通阀(17)→第五管路(95)→第二室内换热器(5)→第二电子膨胀阀(8)→第四管路(94);另一路经油分离器(10)的出气口→第三四通阀(14)→第一管路(91)→室外热交换器(3)→第三电子膨胀阀(7)→第四管路(94);两路汇合于第四管路(94),再经第四管路(94)→第一电子膨胀阀(9)→第一室内换热器(4)→第一四通阀(16)→第二管路(92)→气液分离器(6)→制冷压缩机的压缩机吸气管(901),实现仅部分冷媒用于除霜的制冷负荷大于除霜负荷的运行状态。

4.根据权利要求1所述的组合式低温制冷系统,其特征在于:

当第三四通阀(14)使第一管路(91)与第二管路(92)连通、第四四通阀(15)使油分离器(10)的出气口与第三管路(93)连通、第一四通阀(16)使第二管路(92)与第四管路(94)连通、以及第二四通阀(17)使第三管路(93)与第五管路(95)连通时,冷媒由制冷压缩机的压缩机排气管(902)→油分离器(10)→第四四通阀(15)→第三管路(93)→第二四通阀(17)→第五管路(95)→第二室内换热器(5)→第二电子膨胀阀(8),由第五管路(95)分两路;

一路作为制冷冷媒经第五管路(95)→第四管路(94)→第一电子膨胀阀(9)→第一室内换热器(4)→第一四通阀(16)→第二管路(92);另一路经第五管路(95)→第一管路(91)→第三电子膨胀阀(7)→室外热交换器(3)→第三四通阀(14)→第二管路(92);两路汇合于第二管路(92),经第二管路(92)→气液分离器(6)→制冷压缩机的压缩机吸气管(901),实现仅部分冷媒用于制冷的除霜负荷大于制冷负荷的运行状态。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的组合式低温制冷系统,其特征在于:所述制冷压缩机是由1台定速压缩机(1)和1台变频压缩机(2)并联成的压缩机组,定速压缩机(1)的吸气端连接通有定速端吸气分管、排气端连接通有定速端排气分管,变频压缩机(2)的吸气端连接通有变频端吸气分管、排气端连接通有变频端排气分管,定速端吸气分管和变频端吸气分管分别连接通压缩机吸气管(901)、定速端排气分管和变频端排气分管分别连接通压缩机排气管(902)。

6.根据权利要求5所述的组合式低温制冷系统,其特征在于:所述油分离器(10)的回油口的末端还分别连接通有第一回油毛细管(12)和第二回油毛细管(11),第一回油毛细管(12)的末端连通至定速压缩机(1)的定速端吸气分管;第二回油毛细管(11)的末端连通至变频压缩机(2)的变频端吸气分管。

技术总结
本实用新型提出一种组合式低温制冷系统,其油分离器进气口连通压缩机排气管、出气口分别连通第三、第四四通阀。第三四通阀连接第一、第二管路,第四四通阀连接第二、第三管路。第一管路上串联有室外热交换器和第三电子膨胀阀并连通第四、第五管路,第四管路上串联有第一室内换热器和第一电子膨胀阀,第五管路上串联有第二室内换热器和第二电子膨胀阀。第一四通阀连接第四、第三、第二管路。第二四通阀连接第五、第三、第二管路。气液分离器进气口连通第二管路、出气口连通压缩机吸气管。本实用新型可实现全制冷运行状态、制冷负荷大于除霜负荷的运行状态及除霜负荷大于制冷负荷的运行状态。本实用新型具有节约能源、精准控温和制冷效果好的特点。

技术研发人员:王治宝;廖全平;李勇平;李杜
受保护的技术使用者:江森自控日立万宝压缩机(广州)有限公司
技术研发日:2019.09.06
技术公布日:2020.06.09

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