制冷循環(huán)系統(tǒng)及制冷設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及制冷設(shè)備領(lǐng)域，具體而言，涉及一種制冷循環(huán)系統(tǒng)及具有該制冷循環(huán)系統(tǒng)的制冷設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在一些使用場(chǎng)合中，往往需要制冷設(shè)備能夠在一個(gè)大環(huán)境內(nèi)制取多種不同的制冷溫度。比如，在醫(yī)院手術(shù)室中，室內(nèi)環(huán)境溫度需要維持在25°C左右，儲(chǔ)存血液的冰柜需要將溫度維持在_20°C左右，而一些胚胎、病毒等物質(zhì)需要保存在_60°C以下的環(huán)境中。目前多采用的辦法是使用不同的制冷設(shè)備單獨(dú)給相應(yīng)場(chǎng)合提供冷量，該方案雖能滿足用戶的制冷需求，但是該方案中設(shè)備的購(gòu)置和使用成本較高，同時(shí)設(shè)備占用的空間面積較大，從而導(dǎo)致此類(lèi)制冷場(chǎng)合下的成本預(yù)算激增。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題至少之一，本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提供一種組成簡(jiǎn)單，且可同時(shí)獲得多個(gè)制冷溫度的制冷循環(huán)系統(tǒng)。
[0004]本實(shí)用新型的另一個(gè)目的在于提供一種具有上述制冷循環(huán)系統(tǒng)的制冷設(shè)備。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型第一方面的實(shí)施例提供了一種制冷循環(huán)系統(tǒng)，包括依次串接在冷媒管路上的壓縮機(jī)、冷凝器和區(qū)間制冷模塊，以及并接在所述區(qū)間制冷模塊上的末級(jí)制冷模塊，所述冷媒管路中流通有多種冷媒，且多種所述冷媒的沸點(diǎn)不同；所述末級(jí)制冷模塊包括末級(jí)制冷支路，以及串接在所述末級(jí)制冷支路上的末級(jí)節(jié)流元件和末級(jí)蒸發(fā)器;所述區(qū)間制冷模塊包括低壓連管和η級(jí)子制冷模塊，所述低壓連管的兩個(gè)端口分別與所述末級(jí)蒸發(fā)器的出口和所述壓縮機(jī)的回氣口連通，每級(jí)所述子制冷模塊包括:氣液分離器，具有混合進(jìn)口、氣相出口和液相出口 ；高壓連管，具有高壓出口和高壓入口，所述高壓入口與所述氣相出口相連;子制冷支路，串接有子節(jié)流元件和子蒸發(fā)器，且所述子制冷支路的一端口與所述液相出口相連，所述子制冷支路的另一端口與所述低壓連管連通;和制冷裝置，連接在所述高壓連管上，用于對(duì)所述高壓連管中的冷媒降溫;其中，η為大于或者等于I的整數(shù)，且第I級(jí)的所述子制冷模塊的混合進(jìn)口與所述冷凝器的出口相連，第η級(jí)的所述子制冷模塊的所述高壓出口與所述末級(jí)節(jié)流元件的入口相連，第η-1級(jí)的所述子制冷模塊的所述高壓出口與第η級(jí)的所述子制冷模塊的所述混合進(jìn)口相連。
[0006]本實(shí)用新型第一方面的實(shí)施例提供的制冷循環(huán)系統(tǒng)，由于混合冷媒中的兩種或多種冷媒的沸點(diǎn)不同，混合冷媒在區(qū)間制冷模塊內(nèi)的氣液分離器中會(huì)分離為制冷劑種類(lèi)不同的氣相冷媒和液相冷媒?；诖?，從本方案的第η-1級(jí)子制冷模塊開(kāi)始詳述，第η-1級(jí)子制冷模塊的氣液分離器中的沸點(diǎn)較高的液相冷媒進(jìn)入第η-1級(jí)子制冷模塊的子制冷支路中，并經(jīng)該子制冷支路的子節(jié)流元件泄壓后進(jìn)入該子制冷支路的子蒸發(fā)器中進(jìn)行蒸發(fā)制冷，以獲得第n_l級(jí)制冷溫度。
[0007]第η-1級(jí)子制冷模塊的氣液分離器中的沸點(diǎn)較低的氣相冷媒，沿著第η-1級(jí)子制冷模塊的高溫連管并經(jīng)其上的制冷裝置降溫后進(jìn)入第η級(jí)子制冷模塊的氣液分離器中，第η級(jí)子制冷模塊的氣液分離器中的沸點(diǎn)較高的液相冷媒進(jìn)入第η級(jí)子制冷模塊的子制冷支路中，并經(jīng)該子制冷支路的子節(jié)流元件泄壓后進(jìn)入該子制冷支路的子蒸發(fā)器中進(jìn)行蒸發(fā)制冷，以獲得第η級(jí)制冷溫度。
[0008]第η級(jí)子制冷模塊的氣液分離器中的沸點(diǎn)較低的氣相冷媒，沿著第η級(jí)子制冷模塊的高溫連管并經(jīng)其上的制冷裝置降溫后進(jìn)入末級(jí)制冷支路中，而末級(jí)制冷支路中冷媒經(jīng)末級(jí)制冷支路的末級(jí)節(jié)流元件泄壓后進(jìn)入末級(jí)蒸發(fā)器中進(jìn)行高效蒸發(fā)制冷，以獲得末級(jí)制冷溫度。
[0009]本方案中制冷循環(huán)系統(tǒng)工作時(shí)，其中的冷媒在進(jìn)行蒸發(fā)制冷之前均可得到有效的降溫冷凝，以此可以確保冷媒蒸發(fā)的充分性，從而可拓寬系統(tǒng)的低溫制冷區(qū)間以提高產(chǎn)品的適用性和高效性;另外，該系統(tǒng)中經(jīng)由一個(gè)壓縮機(jī)壓縮可以獲得由第I級(jí)至第η級(jí)的η個(gè)制冷溫度和末級(jí)制冷溫度，從而實(shí)現(xiàn)制冷設(shè)備的一機(jī)多溫功能，以此有效拓寬產(chǎn)品的適用范圍，且相對(duì)現(xiàn)有的單設(shè)制冷設(shè)備進(jìn)行逐一供冷的方案而言，通過(guò)該設(shè)計(jì)大大降低了設(shè)備的購(gòu)置和使用費(fèi)用，并節(jié)省了產(chǎn)品占地空間，從而使產(chǎn)品具有較強(qiáng)的推廣性。
[0010]另外，本實(shí)用新型提供的上述實(shí)施例中的制冷循環(huán)系統(tǒng)還可以具有如下附加技術(shù)特征:
[0011]在上述技術(shù)方案中，所述低壓連管包括η級(jí)低壓管段，且η級(jí)所述低壓管段與η級(jí)所述子制冷模塊一一對(duì)應(yīng);所述制冷裝置為回?zé)崞鳎龌責(zé)崞鞯臒崃魍ǖ澜尤肫渌谒鲎又评淠K的所述高壓連管，所述回?zé)崞鞯睦淞魍ǖ澜尤肫渌谒鲎又评淠K對(duì)應(yīng)的所述低壓管段，且所述冷流通道內(nèi)的冷媒的冷量用于對(duì)所述熱流通道內(nèi)的冷媒降溫。
[0012]更具體而言，此處從第η-1級(jí)子制冷模塊進(jìn)行詳述，在第η-1級(jí)子制冷模塊中，從低壓連管進(jìn)入回?zé)崞鞯睦淞魍ǖ赖牟糠忠簯B(tài)冷媒可以在冷流通道中再次蒸發(fā)以產(chǎn)生冷量提供給回?zé)崞鞯臒崃魍ǖ?，而該熱流通道?nèi)的冷媒在回收的該冷量作用下部分冷凝成液態(tài)；則高壓連管中的冷媒呈混合態(tài)進(jìn)入第η級(jí)子制冷模塊的氣液分離器中，并在其中被分離出高沸點(diǎn)的液態(tài)冷媒和低沸點(diǎn)的氣態(tài)冷媒，其中，分離出來(lái)的液態(tài)冷媒用于第η級(jí)子制冷模塊的子蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)制冷，分離出來(lái)的氣態(tài)冷媒在第η級(jí)子制冷模塊的回?zé)崞鞯臒崃魍ǖ乐斜焕淠梢簯B(tài)，同樣地用于冷凝的冷量由該回?zé)崞鞯睦淞魍ǖ乐械囊簯B(tài)冷媒部分蒸發(fā)提供，隨后，熱流通道中的液化冷媒進(jìn)入末級(jí)制冷支路后便可在末級(jí)蒸發(fā)器中進(jìn)行蒸發(fā)降溫，以形成末級(jí)制冷溫度。
[0013]本方案中設(shè)置回?zé)崞?，一方面利用其冷流通道使低壓連管中的液態(tài)冷媒部分蒸發(fā)產(chǎn)生冷量，而其熱流通道回收該冷量用于對(duì)進(jìn)入氣液分離器之前的冷媒降溫，以此回收系統(tǒng)中的不可逆?zhèn)鳠釗p失，從而提高制冷循環(huán)系統(tǒng)的能效;另一方面，這可以降低連管中液態(tài)冷媒的量，從而有效避免壓縮機(jī)產(chǎn)生“液擊”現(xiàn)象，同時(shí)也可避免液態(tài)冷媒在壓縮機(jī)汽缸內(nèi)氣化造成壓縮機(jī)實(shí)際吸氣量減少的問(wèn)題，從而有效提高了產(chǎn)品的使用性能。
[0014]在上述任一技術(shù)方案中，所述制冷循環(huán)系統(tǒng)還包括:噴射器，包括第一進(jìn)口、第二進(jìn)口和噴射口，所述第一進(jìn)口和所述第二進(jìn)口分別與所述末級(jí)制冷支路和任一級(jí)所述子制冷模塊的所述子制冷支路連通，所述噴射口與所述壓縮機(jī)的回氣口連通。
[0015]通過(guò)設(shè)置噴射器，以利用子制冷模塊中流出的高壓氣體帶動(dòng)末級(jí)制冷支路中流出的低壓氣體流動(dòng)，以此提尚動(dòng)力最為薄弱的末級(jí)制冷支路的制冷循環(huán)能效，從而有效提尚整個(gè)系統(tǒng)的效率。
[0016]在上述任一技術(shù)方案中，所述第一進(jìn)口與所述末級(jí)蒸發(fā)器的出口連通，所述第二進(jìn)口與任一級(jí)所述子制冷模塊的所述子蒸發(fā)器的出口連通。
[0017]本方案中，具體地，末級(jí)蒸發(fā)器的出口流出的冷媒壓力最低、流速最慢，冷媒循環(huán)最為薄弱，而任一級(jí)子制冷模塊的子蒸發(fā)器的出口流出的冷媒壓力、流速都較末級(jí)蒸發(fā)器的出口流出的冷媒為高，通過(guò)設(shè)置噴射器，以利用任一級(jí)子制冷模塊的子蒸發(fā)器的出口流出的高壓冷媒帶動(dòng)末級(jí)蒸發(fā)器的出口流出的低壓冷媒流動(dòng)，以此提高末級(jí)制冷支路的制冷循環(huán)能效，從而有效提高整個(gè)系統(tǒng)的效率。
[0018]在上述任一技術(shù)方案中，所述第二進(jìn)口與第η級(jí)的所述子制冷模塊的所述子蒸發(fā)器的出口相連。
[0019]在上述任一技術(shù)方案中，所述制冷循環(huán)系統(tǒng)還包括:初級(jí)回?zé)崞鳎龀跫?jí)回?zé)崞鞯臒崃魍ǖ澜尤氲贗級(jí)的所述子制冷模塊的混合進(jìn)口與所述冷凝器的出口之間的冷媒管路，所述低壓連管通過(guò)所述初級(jí)回?zé)崞鞯睦淞魍ǖ琅c所述回氣口連通，且所述冷流通道內(nèi)的冷媒的冷量用于對(duì)所述熱流通道內(nèi)的冷媒降溫。
[0020]通過(guò)設(shè)置初級(jí)回?zé)崞?，以利用初?jí)回?zé)崞鞯睦淞魍ǖ纼?nèi)的冷媒的冷量對(duì)熱流通道內(nèi)的冷媒進(jìn)行降溫，以此提高多種冷媒在第I級(jí)子制冷模塊的氣液分離器中的分離程度，以此可進(jìn)一步提高第I級(jí)子制冷模塊中子蒸發(fā)器的工作能效;反之，初級(jí)回?zé)崞鞯臒崃魍ǖ纼?nèi)的冷媒還可對(duì)冷媒管道內(nèi)的冷媒進(jìn)行加熱，從而有效提高冷媒管道中冷媒的氣化程度，有效避免壓縮機(jī)產(chǎn)生“液擊”現(xiàn)象，同時(shí)也避免了由于液態(tài)冷媒進(jìn)入汽缸受熱氣化造成壓縮機(jī)實(shí)際吸氣量減少而導(dǎo)致制冷量下降的情況發(fā)生，有效提高了產(chǎn)品的使用性能。
[0021]在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述η的值為3。
[0022]在上述任一技術(shù)方案中，所述末級(jí)節(jié)流元件為電子膨脹閥；和/或所述子節(jié)流元件為電子膨脹閥。
[0023]本方案中可設(shè)置末級(jí)節(jié)流元件和子節(jié)流元件為開(kāi)度可調(diào)的電子膨脹閥，以通過(guò)控制電子膨脹閥的開(kāi)度可以使冷媒在末級(jí)蒸發(fā)器和子蒸發(fā)器內(nèi)完全蒸發(fā)為氣相狀態(tài)，以此降低冷媒流阻等因素帶來(lái)的誤差影響，從而使得產(chǎn)品的安裝更為靈活、精準(zhǔn)。
[0024]當(dāng)然，在實(shí)現(xiàn)該目的上，本方案中還可設(shè)置末級(jí)節(jié)流元件和子節(jié)流元件為開(kāi)度可調(diào)的其他類(lèi)型的節(jié)流元件，比如自平衡膨脹閥，此處就不再一一列舉了，但均應(yīng)在本方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0025]本實(shí)用新型第二方面的實(shí)施例提供了一種制冷設(shè)備，包括上述任一項(xiàng)實(shí)施例中所述的制冷循環(huán)系統(tǒng)