复叠式制冷循环系统及具有其的空调器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种复叠式制冷循环系统及具有其的空调器。复叠式制冷循环系统包括：一级制冷循环系统，一级制冷循环系统包括依次相连的一级压缩机、一级冷凝器和一级节流装置；二级制冷循环系统，二级制冷循环系统包括依次相连的二级节流装置、二级蒸发器和二级压缩机，一级制冷循环系统与二级制冷循环系统共用一个中间换热器，中间换热器包括蒸发段和冷凝段，蒸发段连接在一级节流装置和一级压缩机之间，冷凝段连接在二级节流装置和二级压缩机之间，其中一级制冷循环中还包括辅助蒸发器，辅助蒸发器的入口与一级节流装置的出口相连，辅助蒸发器的出口与蒸发段的入口相连。根据本实用新型的复叠式制冷循环系统，可以同时获得两个制冷温度。
【专利说明】
复叠式制冷循环系统及具有其的空调器
技术领域
[0001]本实用新型涉及制冷技术领域，尤其是涉及一种复叠式制冷循环系统和具有该复叠式制冷循环系统的空调器。
【背景技术】
[0002]相关技术中，常规的复叠式制冷循环系统由高温段制冷循环系统和低温段制冷循环系统两个单独的制冷循环系统组成，高温段制冷循环系统采用高沸点的制冷剂，低温段制冷循环系统采用低沸点的制冷剂，高温段制冷剂蒸发产生的冷量用来补偿低温段制冷剂冷凝所需的冷量，最终获得较低的制冷温度。
[0003]常规的复叠式制冷循环系统运行稳定可靠，并且可以获得较低的制冷温度，但是其只能在低温段制冷循环系统中产生制冷作用，高温段制冷循环系统的工作仅仅为低温段制冷循环提供冷量，从而造成能源的浪费，并且大大限制了复叠式制冷循环系统的使用范围。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种复叠式制冷循环系统，所述复叠式制冷循环系统可以获得两个制冷温度，并且所获得的制冷温度的范围更大。
[0005]本实用新型还提出一种具有上述复叠式制冷循环系统的空调器。
[0006]根据本实用新型第一方面实施例的复叠式制冷循环系统，包括:一级制冷循环系统，所述一级制冷循环系统包括依次相连的一级压缩机、一级冷凝器和一级节流装置;二级制冷循环系统，所述二级制冷循环系统包括依次相连的二级节流装置、二级蒸发器和二级压缩机，所述一级制冷循环系统与所述二级制冷循环系统共用一个中间换热器，所述中间换热器包括蒸发段和冷凝段，所述蒸发段连接在所述一级节流装置和所述一级压缩机之间，所述冷凝段连接在所述二级节流装置和所述二级压缩机之间，其中所述一级制冷循环中还包括辅助蒸发器，所述辅助蒸发器的入口与所述一级节流装置的出口相连，所述辅助蒸发器的出口与所述蒸发段的入口相连。
[0007]根据本实用新型实施例的复叠式制冷循环系统，通过在一级制冷循环系统中设置辅助蒸发器，从而使得复叠式制冷循环系统的一级制冷循环系统也可以对外产生制冷作用，由此使得复叠式制冷循环系统可以获得两个制冷温度，由此该复叠式制冷循环系统的结构更加优化，制冷范围大。
[0008]另外，根据本实用新型实施例的复叠式制冷循环系统，还可以具有如下附加技术特征:
[0009]根据本实用新型的一些实施例，所述一级制冷循环中还包括旁通管，所述旁通管的第一端与所述一级节流装置的出口相连，所述旁通管的第二端与所述蒸发段的入口相连。
[0010]进一步地，所述一级制冷循环系统还包括第一通断阀，所述第一通断阀设在所述辅助蒸发器的入口和所述旁通管的第一端之间的管路上。
[0011]可选地，所述一级制冷循环系统还包括第二通断阀，所述第二通断阀设在所述旁通管上。
[0012]可选地，所述一级制冷循环系统还包括三通阀，所述三通阀的第一阀口与所述一级节流装置的出口相连，所述三通阀的第二阀口与所述辅助蒸发器的入口相连，所述三通阀的第三阀口与所述旁通管的第一端相连。
[0013]根据本实用新型第二方面实施例的空调器，包括:复叠式制冷循环系统，所述复叠式制冷循环系统为根据本实用新型上述第一方面实施例的复叠式制冷循环系统。
[0014]根据本实用新型实施例的空调器，通过设置根据本实用新型上述第一方面实施例的复叠式制冷循环系统，可以同时获得两个制冷温度。
[0015]本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【附图说明】
[0016]本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0017]图1是根据本实用新型实施例的复叠式制冷循环系统的结构示意图。
[0018]附图标记:
[0019]复叠式制冷循环系统100;
[0020]—级制冷循环系统I; 一级压缩机11; 一级冷凝器12; —级节流装置13; —级节流装置13的出口 131;辅助蒸发器14;辅助蒸发器14的入口 141;旁通管15;旁通管15的第一端151;旁通管15的第二端152;第一通断阀16;
[0021]二级制冷循环系统2; 二级压缩机21;中间换热器22;蒸发段的入口 221; 二级节流装置23; 二级蒸发器24。
【具体实施方式】
[0022]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0023]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0024]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0025]下面参考图1描述根据本实用新型第一方面实施例的复叠式制冷循环系统100。
[0026]如图1所示，根据本实用新型实施例的复叠式制冷循环系统100包括:一级制冷循环系统I和二级制冷循环系统2。
[0027]具体而言，一级制冷循环系统I包括依次相连的一级压缩机11、一级冷凝器12和一级节流装置13; 二级制冷循环系统2包括依次相连的二级节流装置23、二级蒸发器24和二级压缩机21，一级制冷循环系统I与二级制冷循环系统2共用一个中间换热器22，中间换热器22包括蒸发段和冷凝段，蒸发段连接在一级节流装置13和一级压缩机11之间，冷凝段连接在二级节流装置23和二级压缩机21之间。
[0028]具体而言，复叠式制冷循环系统100由上述的一级制冷循环系统I和二级制冷循环系统2构成，一级制冷循环系统I承担高温段的制冷，二级制冷循环承担低温段的制冷，一级制冷循环系统I采用高沸点的制冷剂，二级制冷循环系统2采用低沸点的制冷剂。一级制冷循环系统I和二级制冷循环系统2通过共用一个中间换热器22将该两部分制冷循环系统联系起来。一级制冷循环系统I中的制冷剂在中间换热器22内蒸发吸热，二级制冷循环系统2中的制冷剂在中间换热器22内冷凝放热，一级制冷循环系统I中的制冷剂在中间换热器22内蒸发所产生的冷量可以补偿二级制冷循环系统2中的制冷剂在中间换热器22内冷凝所需要的冷量，从而获得较低的制冷温度。
[0029]常规的复叠式制冷循环系统仅仅可以获得一个制冷温度，而本实用新型的复叠式制冷循环系统100，通过在一级制冷循环中设置辅助蒸发器14，辅助蒸发器14的入口 141与一级节流装置13的出口 131相连，辅助蒸发器14的出口与蒸发段的入口 221相连，从而使得复叠式制冷循环系统100的一级制冷循环系统I也可以对外产生制冷作用，也就是说一级制冷循环系统I的运行不仅仅是为二级制冷循环系统2的制冷提供冷量，同时一级制冷循环系统I也具有制冷作用。复叠式制冷循环系统100的二级制冷循环系统2可以获得一个相对低温的制冷温度，一级制冷循环系统I可以获得一个相对高温的制冷温度。这里需要说明的是，“相对高温”和“相对低温”是一级制冷循环系统I的制冷温度与二级制冷循环系统2的制冷温度的比对而言的。
[0030]具体而言，如图1所示，制冷剂R410a经由一级压缩机11压缩后形成高温高压的气态制冷剂R410a，高温高压的气态制冷剂R410a从一级压缩机11的排气口排出后接着经由一级冷凝器12的入口进入一级冷凝器12内冷凝放热并转换成为高压液态的制冷剂R410a，高压液态的制冷剂R410a从一级冷凝器12内排出并接着进入一级节流装置13内进行节流降温降压转换成为低温低压液态的制冷剂R410a，低温低压液态的制冷剂R410a接着经由辅助蒸发器14的入口 141进入辅助蒸发器14内并通过吸收周围环境中的热量不断蒸发，从而对周围环境产生制冷作用，低温低压液态的制冷剂R410a在辅助蒸发器14内吸热蒸发后转换成为气液混合状态的制冷剂R410a，接着气液混合状态的制冷剂R410a进入中间换热器22的蒸发段，其中液态的制冷剂R410a在中间换热器22的蒸发段继续吸热蒸发转换成为气态的制冷剂R410a，接着蒸发段内的气态的制冷剂R410a从蒸发段流出并经由一级压缩机11的进气口重新进入一级压缩机11中压缩，如此循环往复，一级制冷循环系统I可以连续不断地运转工作。
[0031 ]在上述的一级制冷循环系统I中，气液混合状态的制冷剂R410a进入中间换热器22内的蒸发段继续吸热蒸发所产生的冷量为下面所述的二级制冷循环系统2的中制冷剂R23在中间换热器22的冷凝段的冷凝提供冷量。具体而言，制冷剂R23经过二级压缩机21压缩后形成高温高压的气态制冷剂R23，高温高压的气态制冷剂R23从二级压缩机21的排气口排出后接着进入中间换热器22的冷凝段，高温高压的气态制冷剂R23在冷凝段内通过吸收蒸发段所产生的冷量而不断被冷凝成高压液态的制冷剂R23，接着高压液态的制冷剂R23经过二级节流装置23进行节流降温降压转换成为低压液态的制冷剂R23，低压液态的制冷剂R23由二级节流装置23排出接着进入二级蒸发器24并通过吸收周围环境中的热量不断蒸发，从而对周围环境起到制冷作用，低压液态的制冷剂R23在二级蒸发器24内吸热蒸发转换成为气态的制冷剂R23，气态的制冷剂R23由二级蒸发器24排出后并经由二级压缩机21的吸气口重新进入二级压缩机21内进行压缩，如此循环往复，二级制冷循环就可以连续不断地进行工作。
[0032]这里需要说明的是，制冷剂R410a和制冷剂R23在这里仅仅是分别作为一级制冷循环系统I和二级制冷循环系统2中一种可选的制冷剂，本实用新型并不限定一级制冷循环和二级制冷循环系统2中制冷剂的类型，制冷剂的选定可以根据实际所需的制冷要求来选定。
[0033]可选地，一级节流装置13可以是电子膨胀阀，二级节流装置23也可以是电子膨胀阀。
[0034]根据本实用新型实施例的复叠式制冷循环系统100，通过在一级制冷循环系统I中设置辅助蒸发器14，从而使得复叠式制冷循环系统100的一级制冷循环系统I也可以对外产生制冷作用，由此使得复叠式制冷循环系统100可以获得两个制冷温度，由此该复叠式制冷循环系统100的结构更加优化，制冷范围大。
[0035]在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，复叠式制冷循环系统100的一级制冷循环系统I中还包括旁通管15，旁通管15的第一端151与一级节流装置13的出口 131相连，旁通管15的第二端152与蒸发段的入口 221相连，从而使得一级制冷循环系统I中由一级节流装置13内流出的低温低压液态的制冷剂可以不用全部经由辅助蒸发器14蒸发后再进入中间换热器22内进行换热，也就是说由一级节流装置13内流出的一部分的低温低压液态的制冷剂可以经由旁通管15直接进入中间换热器22的蒸发段进行吸热蒸发，另一部分的低温低压液态的制冷剂先进入辅助蒸发器14内进行吸热蒸发后再进入中间换热器22的蒸发段继续吸热蒸发，从而使得一级制冷循环系统I在产生制冷作用的同时，还可以保证中间换热器22的蒸发段可以产生充足的冷量，进而保证二级制冷循环系统2的制冷效率不受影响。
[0036]在本实用新型的一个可选实施例中，如图1所示，一级制冷循环系统I包括第一通断阀16，第一通断阀16设在辅助蒸发器14的入口 141和旁通管15的第一端151之间的管路上，从而可以调节一级制冷循环系统I中辅助蒸发器14内和旁通管15内制冷剂的流量比，从而可以控制复叠式制冷循环系统100的制冷效率。
[0037]例如，当需要提高二级制冷循环系统2的制冷效率时，也就是说需要使二级蒸发器24所处的周围环境快速制冷时，可以将第一通断阀16的开度减小，从而使得辅助蒸发器14内制冷剂流量减小，旁通管15内制冷剂的流量将会相应的增大，从而使得中间换热器22的蒸发段所产生的冷量增加的更快，由此可以提高二级制冷循环系统2的制冷效率；当需要提高一级制冷循环系统I的制冷效率时，也就是说需要使辅助蒸发器14所处的周围环境快速制冷时，可以将第一通断阀16的开度增大，从而使得辅助蒸发器14内的制冷剂的流量增大，旁通管15内制冷剂的流量将会相应的减小，从而提高辅助换热器的换热效率，加快一级制冷循环系统I的制冷。
[0038]在本实用新型的另一个可选实施例中，一级制冷循环系统I包括第二通断阀(图未示出)，第二通断阀设在旁通管15上，从而可以调节一级制冷循环系统I中辅助蒸发器14内和旁通管15内制冷剂的流量比，从而可以控制复叠式制冷循环系统100的制冷效率。
[0039]例如，当需要提高二级制冷循环系统2的制冷效率时，也就是说需要使二级蒸发器24所处的周围环境快速制冷时，可以将第二通断阀的开度调大，从而使得旁通管15内制冷剂的流量增大，辅助蒸发器14内制冷剂的流量将会相应的减小，从而使得中间换热器22的蒸发段所产生的冷量增加的更快，由此可以提高二级制冷循环系统2的制冷效率；当需要提高一级制冷循环系统I的制冷效率时，也就是说需要使辅助蒸发器14所处的周围环境快速制冷时，可以将第二通断阀的开度减小，从而使得旁通管15内制冷剂的流量将会减小，辅助蒸发器14内的制冷剂的流量将会相应的增大，从而提高辅助换热器的换热效率，加快一级制冷循环系统I的制冷。
[0040]在本实用新型的优选实施例中，一级制冷循环系统I可以同时包括第一通断阀16和第二通断阀，第一通断阀16设在辅助蒸发器14的入口 141和旁通管15的第一端151之间的管路上，第二通断阀设在旁通管15上，从而可以分别单独调节一级制冷循环系统I中辅助蒸发器14内和旁通管15内制冷剂的流量，从而使得一级制冷循环系统I和二级制冷循环系统2的制冷可以单独调控，由此使得复叠式制冷循环系统100的制冷调节更加灵活。
[0041]例如，当需要同时提高一级制冷循环系统I和二级制冷循环系统2的制冷效率时，可将第一通断阀16和第二通断阀的开度均调大，从而使得辅助蒸发器14和旁通管15内的制冷剂流量均增大，由此可以使得第一制冷循环系统和二级制冷循环系统2的制冷效率均增大；当需要同时降低一级制冷循环系统I和二级制冷循环系统2的制冷效率时，可将第一通断阀16和第二通断阀的开度均调小，从而使得辅助蒸发器14和旁通管15内的制冷剂流量均减小，由此可以使得第一制冷循环系统和二级制冷循环系统2的制冷效率均降低；当需要提高一级制冷循环系统I的制冷效率并同时降低二级制冷循环系统2的制冷效率时，可将第一通断阀16的开度调大并将第二通断阀的开度调小，从而使得辅助蒸发器14内制冷剂的流量增大，旁通管15内的制冷剂流量减小，从而使得一级制冷循环系统I的制冷效率增大，二级制冷循环系统2的制冷效率降低；当需要降低一级制冷循环系统I的制冷效率并同时增大二级制冷循环系统2的制冷效率时，可将第一通断阀16的开度调小并将第二通断阀的开度调大，从而使得辅助蒸发器14内制冷剂的流量减小，旁通管15内的制冷剂流量增大，从而使得一级制冷循环系统I的制冷效率降低，二级制冷循环系统2的制冷效率增大。
[0042]在本实用新型的一些实施例中，一级制冷循环系统I还包括三通阀(图未示出)，三通阀的第一阀口与一级节流装置13的出口 131相连，三通阀的第二阀口与辅助蒸发器14的入口 141相连，三通阀的第三阀口与旁通管15的第一端151相连，通过调节三通阀内部阀芯的位置，从而可以控制一级节流装置13的出口 131处制冷剂的流向，进而可以调节复叠式制冷循环系统100的制冷工作。
[0043]例如，三通阀的第一阀口为三通阀的入口，第二阀口和第三阀口为三通阀的两个出口，通过调节三通阀内部阀芯的位置可以使得第一阀口和第二阀口相连通，或者第一阀口和第三阀口相连通。当三通阀的第一阀口和第二阀口相连通时，一级节流装置13的出口131处的制冷剂全部进入辅助蒸发器14内吸热蒸发后再进入中间换热器22的蒸发段进行继续吸热蒸发；当三通阀的第一阀口和第三阀口相连通时，一级节流装置13的出口 131处的制冷剂全部经由旁通管15进入中间换热器22的蒸发段进行蒸发吸热。当需要调整流入至辅助蒸发器14内制冷剂的流量时，可以调整第二阀口的开度，当需要调整流入至旁通管15内的制冷剂的流量时，可以调整第三阀口的开度。
[0044]优选地，三通阀可以是电动三通阀，由此可以通过将电动三通阀接入到复叠式制冷循环系统100的电控系统中，从而可以利用电控方法自动控制一级制冷循环系统I和二级制冷循环系统2的制冷效率。
[0045]下面描述根据本实用新型第二方面实施例的空调器，包括根据本实用新型第一方面实施例的复叠式制冷循环系统100。
[0046]根据本实用新型实施例的空调器，通过设置根据本实用新型第一方面实施例的空调器，可以同时获得两个制冷温度。
[0047]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0048]尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1.一种复叠式制冷循环系统，其特征在于，包括: 一级制冷循环系统，所述一级制冷循环系统包括依次相连的一级压缩机、一级冷凝器和一级节流装置； 二级制冷循环系统，所述二级制冷循环系统包括依次相连的二级节流装置、二级蒸发器和二级压缩机，所述一级制冷循环系统与所述二级制冷循环系统共用一个中间换热器，所述中间换热器包括蒸发段和冷凝段，所述蒸发段连接在所述一级节流装置和所述一级压缩机之间，所述冷凝段连接在所述二级节流装置和所述二级压缩机之间， 其中所述一级制冷循环中还包括辅助蒸发器，所述辅助蒸发器的入口与所述一级节流装置的出口相连，所述辅助蒸发器的出口与所述蒸发段的入口相连。2.根据权利要求1所述的复叠式制冷循环系统，其特征在于，所述一级制冷循环中还包括旁通管，所述旁通管的第一端与所述一级节流装置的出口相连，所述旁通管的第二端与所述蒸发段的入口相连。3.根据权利要求2所述的复叠式制冷循环系统，其特征在于，所述一级制冷循环系统还包括第一通断阀，所述第一通断阀设在所述辅助蒸发器的入口和所述旁通管的第一端之间的管路上。4.根据权利要求2或3所述的复叠式制冷循环系统，其特征在于，所述一级制冷循环系统还包括第二通断阀，所述第二通断阀设在所述旁通管上。5.根据权利要求2所述的复叠式制冷循环系统，其特征在于，所述一级制冷循环系统还包括三通阀，所述三通阀的第一阀口与所述一级节流装置的出口相连，所述三通阀的第二阀口与所述辅助蒸发器的入口相连，所述三通阀的第三阀口与所述旁通管的第一端相连。6.—种空调器，其特征在于，包括根据权利要求1-5中任一项所述的复叠式制冷循环系统。
【文档编号】F25B41/00GK205641655SQ201620423531
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月10日
【发明人】刘博
【申请人】广东美的制冷设备有限公司, 美的集团股份有限公司