[发明专利]一种双温制冷系统及其控制方法

说明书

一种双温制冷系统及其控制方法，该制冷系统包括两个蒸发器、两个换热风机、压缩机、冷凝器、气液分离器、复叠换热器、一个电磁阀和三个电子膨胀阀；所述制冷系统采用二元非共沸混合工质，利用内部自复叠技术保证低沸点工质含量大的制冷剂进入低温蒸发器，从而提升蒸发压力，降低压缩机压比及功耗，提升系统能效；提出了所述制冷系统的控制方法，可以实现高温蒸发器单独制冷、低温蒸发器单独制冷、两蒸发器同时制冷三种工作模式，应用场景更加灵活；传统串联双温制冷系统有压缩机压比大、排气温度高、能效较低等缺点，本发明可有效解决这些问题。

技术领域

本发明涉及电冰箱与冷柜制冷技术领域，具体涉及到一种双温制冷系统及其控制方法。

背景技术

双温制冷设备广泛应用于家用及商用领域，如冰箱、双温冷柜等。作为一种被广泛应用的通用设备，其结构和性能的优化是一直以来的研究热点。由于制冷剂替代技术的发展以及应用环保型制冷剂的趋势，在单级蒸气压缩制冷循环系统中采用混合物制冷剂已成为国内外广泛关注的研究课题和技术发展途径之一。

然而，在常规的单级蒸气压缩制冷循环系统中直接采用非共沸混合物制冷剂时，如R600a/R290、R290/R170和R290/CO₂等，由于非共沸混合物制冷剂具有相变温度滑移特性，往往使得循环系统的制冷效率(即循环性能系数COP)较低，制约了其实际的应用。实际上，可以在蒸气压缩式制冷系统中通过循环流程的改进实现内部自复叠技术，在相同的制冷蒸发温度下提升蒸发压力，降低压缩机的压比，从而提升系统性能系数。本发明技术提出了一种双温制冷系统及其控制方法，对电冰箱与冷柜产品节能技术的发展有着积极的推动作用。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，降低双温制冷系统的压缩机压比并提高系统能效，本发明的目的在于提出一种双温制冷系统及其控制方法，该制冷系统采用二元非共沸混合工质，利用内部自复叠技术保证低沸点工质含量大的制冷剂进入低温蒸发器进行换热，从而提升蒸发压力，降低压缩机压比及功耗，提升系统能效；针对所述制冷系统，提出了一种可行有效的控制方法，可以实现高温蒸发器单独制冷、低温蒸发器单独制冷、两蒸发器同时制冷三种工作模式，使得其应用场景更加灵活。

为达到上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：

一种双温制冷系统，其压缩机01出口与冷凝器02入口相连，冷凝器02出口依次与第一电子膨胀阀03、气液分离器04入口相连；气液分离器04气相出口与复叠换热器06热端入口相连；气液分离器04液相出口分两路，一路与第二电子膨胀阀05入口相连，另一路与复叠换热器06冷端出口汇合后和第三电子膨胀阀09入口相连；第二电子膨胀阀05出口与复叠换热器06冷端入口相连，复叠换热器06热端出口与高温蒸发器07入口相连；第三电子膨胀阀09出口与低温蒸发器10入口相连，低温蒸发器10出口与电磁阀12入口相连；电磁阀12出口与高温蒸发器07出口汇合后和压缩机01吸气口相连；高温换热风机08与高温蒸发器07布置在一起，低温换热风机11与低温蒸发器10布置在一起；压力传感器PS设置于气液分离器04液相出口处，温度传感器TP设置于复叠换热器06热端出口处。

所述双温制冷系统采用二元非共沸混合工质，经压缩机01压缩后的高温高压气相制冷剂进入冷凝器02中冷凝并过冷；过冷后的制冷剂经第一电子膨胀阀03节流后进入气液分离器04，制冷剂在气液分离器04中实现组分分离，气相制冷剂富含低沸点工质，液相制冷剂富含高沸点工质；气相制冷剂经气液分离器04气相出口流出后，进入复叠换热器06完全冷凝并过冷；液相制冷剂经气液分离器04液相出口流出后分为两路，一路经第二电子膨胀阀05节流后进入复叠换热器06部分蒸发，而后进入高温蒸发器07吸热完全蒸发；另一路与复叠换热器06冷端出口的过冷制冷剂汇合，而后经第三电子膨胀阀09节流并进入低温蒸发器10蒸发吸热；高温蒸发器07出口的制冷剂与低温蒸发器10出口的制冷剂混合后进入压缩机01吸气口。