制冷循环系统及制冷设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及制冷设备领域，具体而言，涉及一种制冷循环系统及具有该制冷循环系统的制冷设备。
【背景技术】
[0002]在一些使用场合中，往往需要制冷设备能够在一个大环境内制取多种不同的制冷温度。比如，在医院手术室中，室内环境温度需要维持在25°C左右，储存血液的冰柜需要将温度维持在_20°C左右，而一些胚胎、病毒等物质需要保存在_60°C以下的环境中。目前多采用的办法是使用不同的制冷设备单独给相应场合提供冷量，该方案虽能满足用户的制冷需求，但是该方案中设备的购置和使用成本较高，同时设备占用的空间面积较大，从而导致此类制冷场合下的成本预算激增。
【实用新型内容】
[0003]为了解决上述技术问题至少之一，本实用新型的一个目的在于提供一种组成简单，且可同时获得多个制冷温度的制冷循环系统。
[0004]本实用新型的另一个目的在于提供一种具有上述制冷循环系统的制冷设备。
[0005]为实现上述目的，本实用新型第一方面的实施例提供了一种制冷循环系统，包括依次串接在冷媒管路上的压缩机、冷凝器和区间制冷模块，以及并接在所述区间制冷模块上的末级制冷模块，所述冷媒管路中流通有多种冷媒，且多种所述冷媒的沸点不同；所述末级制冷模块包括末级制冷支路，以及串接在所述末级制冷支路上的末级节流元件和末级蒸发器;所述区间制冷模块包括低压连管和η级子制冷模块，所述低压连管的两个端口分别与所述末级蒸发器的出口和所述压缩机的回气口连通，每级所述子制冷模块包括:气液分离器，具有混合进口、气相出口和液相出口 ；高压连管，具有高压出口和高压入口，所述高压入口与所述气相出口相连;子制冷支路，串接有子节流元件和子蒸发器，且所述子制冷支路的一端口与所述液相出口相连，所述子制冷支路的另一端口与所述低压连管连通;和制冷装置，连接在所述高压连管上，用于对所述高压连管中的冷媒降温;其中，η为大于或者等于I的整数，且第I级的所述子制冷模块的混合进口与所述冷凝器的出口相连，第η级的所述子制冷模块的所述高压出口与所述末级节流元件的入口相连，第η-1级的所述子制冷模块的所述高压出口与第η级的所述子制冷模块的所述混合进口相连。
[0006]本实用新型第一方面的实施例提供的制冷循环系统，由于混合冷媒中的两种或多种冷媒的沸点不同，混合冷媒在区间制冷模块内的气液分离器中会分离为制冷剂种类不同的气相冷媒和液相冷媒。基于此，从本方案的第η-1级子制冷模块开始详述，第η-1级子制冷模块的气液分离器中的沸点较高的液相冷媒进入第η-1级子制冷模块的子制冷支路中，并经该子制冷支路的子节流元件泄压后进入该子制冷支路的子蒸发器中进行蒸发制冷，以获得第n_l级制冷温度。
[0007]第η-1级子制冷模块的气液分离器中的沸点较低的气相冷媒，沿着第η-1级子制冷模块的高温连管并经其上的制冷装置降温后进入第η级子制冷模块的气液分离器中，第η级子制冷模块的气液分离器中的沸点较高的液相冷媒进入第η级子制冷模块的子制冷支路中，并经该子制冷支路的子节流元件泄压后进入该子制冷支路的子蒸发器中进行蒸发制冷，以获得第η级制冷温度。
[0008]第η级子制冷模块的气液分离器中的沸点较低的气相冷媒，沿着第η级子制冷模块的高温连管并经其上的制冷装置降温后进入末级制冷支路中，而末级制冷支路中冷媒经末级制冷支路的末级节流元件泄压后进入末级蒸发器中进行高效蒸发制冷，以获得末级制冷温度。
[0009]本方案中制冷循环系统工作时，其中的冷媒在进行蒸发制冷之前均可得到有效的降温冷凝，以此可以确保冷媒蒸发的充分性，从而可拓宽系统的低温制冷区间以提高产品的适用性和高效性;另外，该系统中经由一个压缩机压缩可以获得由第I级至第η级的η个制冷温度和末级制冷温度，从而实现制冷设备的一机多温功能，以此有效拓宽产品的适用范围，且相对现有的单设制冷设备进行逐一供冷的方案而言，通过该设计大大降低了设备的购置和使用费用，并节省了产品占地空间，从而使产品具有较强的推广性。
[0010]另外，本实用新型提供的上述实施例中的制冷循环系统还可以具有如下附加技术特征:
[0011]在上述技术方案中，所述低压连管包括η级低压管段，且η级所述低压管段与η级所述子制冷模块一一对应;所述制冷装置为回热器，所述回热器的热流通道接入其所在所述子制冷模块的所述高压连管，所述回热器的冷流通道接入其所在所述子制冷模块对应的所述低压管段，且所述冷流通道内的冷媒的冷量用于对所述热流通道内的冷媒降温。
[0012]更具体而言，此处从第η-1级子制冷模块进行详述，在第η-1级子制冷模块中，从低压连管进入回热器的冷流通道的部分液态冷媒可以在冷流通道中再次蒸发以产生冷量提供给回热器的热流通道，而该热流通道内的冷媒在回收的该冷量作用下部分冷凝成液态；则高压连管中的冷媒呈混合态进入第η级子制冷模块的气液分离器中，并在其中被分离出高沸点的液态冷媒和低沸点的气态冷媒，其中，分离出来的液态冷媒用于第η级子制冷模块的子蒸发器进行蒸发制冷，分离出来的气态冷媒在第η级子制冷模块的回热器的热流通道中被冷凝成液态，同样地用于冷凝的冷量由该回热器的冷流通道中的液态冷媒部分蒸发提供，随后，热流通道中的液化冷媒进入末级制冷支路后便可在末级蒸发器中进行蒸发降温，以形成末级制冷温度。
[0013]本方案中设置回热器，一方面利用其冷流通道使低压连管中的液态冷媒部分蒸发产生冷量，而其热流通道回收该冷量用于对进入气液分离器之前的冷媒降温，以此回收系统中的不可逆传热损失，从而提高制冷循环系统的能效;另一方面，这可以降低连管中液态冷媒的量，从而有效避免压缩机产生“液击”现象，同时也可避免液态冷媒在压缩机汽缸内气化造成压缩机实际吸气量减少的问题，从而有效提高了产品的使用性能。
[0014]在上述任一技术方案中，所述制冷循环系统还包括:喷射器，包括第一进口、第二进口和喷射口，所述第一进口和所述第二进口分别与所述末级制冷支路和任一级所述子制冷模块的所述子制冷支路连通，所述喷射口与所述压缩机的回气口连通。
[0015]通过设置喷射器，以利用子制冷模块中流出的高压气体带动末级制冷支路中流出的低压气体流动，以此提尚动力最为薄弱的末级制冷支路的制冷循环能效，从而有效提尚整个系统的效率。
[0016]在上述任一技术方案中，所述第一进口与所述末级蒸发器的出口连通，所述第二进口与任一级所述子制冷模块的所述子蒸发器的出口连通。
[0017]本方案中，具体地，末级蒸发器的出口流出的冷媒压力最低、流速最慢，冷媒循环最为薄弱，而任一级子制冷模块的子蒸发器的出口流出的冷媒压力、流速都较末级蒸发器的出口流出的冷媒为高，通过设置喷射器，以利用任一级子制冷模块的子蒸发器的出口流出的高压冷媒带动末级蒸发器的出口流出的低压冷媒流动，以此提高末级制冷支路的制冷循环能效，从而有效提高整个系统的效率。
[0018]在上述任一技术方案中，所述第二进口与第η级的所述子制冷模块的所述子蒸发器的出口相连。
[0019]在上述任一技术方案中，所述制冷循环系统还包括:初级回热器，所述初级回热器的热流通道接入第I级的所述子制冷模块的混合进口与所述冷凝器的出口之间的冷媒管路，所述低压连管通过所述初级回热器的冷流通道与所述回气口连通，且所述冷流通道内的冷媒的冷量用于对所述热流通道内的冷媒降温。
[0020]通过设置初级回热器，以利用初级回热器的冷流通道内的冷媒的冷量对热流通道内的冷媒进行降温，以此提高多种冷媒在第I级子制冷模块的气液分离器中的分离程度，以此可进一步提高第I级子制冷模块中子蒸发器的工作能效;反之，初级回热器的热流通道内的冷媒还可对冷媒管道内的冷媒进行加热，从而有效提高冷媒管道中冷媒的气化程度，有效避免压缩机产生“液击”现象，同时也避免了由于液态冷媒进入汽缸受热气化造成压缩机实际吸气量减少而导致制冷量下降的情况发生，有效提高了产品的使用性能。
[0021]在上述任一技术方案中，优选地，所述η的值为3。
[0022]在上述任一技术方案中，所述末级节流元件为电子膨胀阀；和/或所述子节流元件为电子膨胀阀。
[0023]本方案中可设置末级节流元件和子节流元件为开度可调的电子膨胀阀，以通过控制电子膨胀阀的开度可以使冷媒在末级蒸发器和子蒸发器内完全蒸发为气相状态，以此降低冷媒流阻等因素带来的误差影响，从而使得产品的安装更为灵活、精准。
[0024]当然，在实现该目的上，本方案中还可设置末级节流元件和子节流元件为开度可调的其他类型的节流元件，比如自平衡膨胀阀，此处就不再一一列举了，但均应在本方案的保护范围内。
[0025]本实用新型第二方面的实施例提供了一种制冷设备，包括上述任一项实施例中所述的制冷循环系统