CN110030764A - 制冷***及其控制方法 - Google Patents

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CN110030764A CN201810025717.XA CN201810025717A CN110030764A CN 110030764 A CN110030764 A CN 110030764A CN 201810025717 A CN201810025717 A CN 201810025717A CN 110030764 A CN110030764 A CN 110030764A
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Abstract

本发明提供一种制冷***及其控制方法。该制冷***包括：制冷回路，其由压缩机、冷凝器及设有节流元件的蒸发部依次连接形成回路；其中，蒸发部包括并联的第一类蒸发支路及第二类蒸发支路，第一类蒸发支路用于空气调节，且第二类蒸发支路用于产品冷藏或冷冻；以及热回收支路，其具有从压缩机下游与冷凝器上游之间接入制冷回路的第一端与第二端，且在热回收支路上设置热回收换热器；其中，第一类蒸发支路具有第一蒸发器及第一风机；热回收换热器沿流过第一蒸发器的空气流向布置在第一蒸发器的上游或下游。根据本申请的制冷***及其控制方法，有效兼顾对制冷展示柜内商品低温保存与对其所处商业环境的空气调节以及对整套制冷***的能量效率改善。

Description

制冷***及其控制方法
技术领域
本发明涉及空气调节及商品低温存储领域，更具体而言，本发明涉及一种制冷***及其控制方法。
背景技术
目前，在传统的便利店类型的场所中，至少需要提供两套制冷***。其中一套用于为展销商品的制冷展示柜提供冷量，而另外一条用于根据季节变化来为该应用场所提供制冷或制热的空气调节效果。由于制冷展示柜的室外机单元长期处于散热状态。因此，如果能够对该部分热量加以利用，从而在空气调节***需要制热时，贡献出部分热量。这将毫无疑问地提高热能利用率。
然而，如何将这两套具有独立功能的制冷***进行耦合，并提供热量回收功能，成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请旨在提供一种制冷***及其控制方法，以改善用于空气调节的制冷循环及用于产品冷藏或冷冻的制冷循环之间的能量利用率问题。
根据本申请的一个方面，提供一种制冷***，其包括：制冷回路，其包括依次连接形成回路的压缩机、冷凝器及设有节流元件的蒸发部；其中，所述蒸发部包括并联的第一类蒸发支路及第二类蒸发支路，所述第一类蒸发支路用于空气调节，且所述第二类蒸发支路用于产品冷藏或冷冻；以及热回收支路，其具有从所述压缩机下游与所述冷凝器上游之间接入所述制冷回路的第一端与第二端，且在所述热回收支路上设置热回收换热器；其中，所述第一类蒸发支路具有第一蒸发器及用于驱迫空气流过所述第一蒸发器的第一风机；所述热回收换热器沿流过所述第一蒸发器的空气流向布置在所述第一蒸发器的上游或下游。
可选地，还包括：流路切换部，其受控地导通或断开所述热回收支路。
可选地，所述流路切换部包括三通阀，所述三通阀设置在所述热回收支路的第一端或第二端。
可选地，所述流路切换部包括第一开关阀及第二开关阀，所述第一开关阀设置在所述热回收支路上，所述第二开关阀设置在所述第一端与所述第二端之间的制冷回路区段上。
可选地，还包括：蒸发压力调节器，其设置在所述第一类蒸发支路上，且位于所述第一蒸发器的下游。
可选地，还包括：气液分离器，其设置在所述压缩机吸气口上游的制冷回路上。
可选地，所述蒸发部具有多个节流元件，且所述第一类蒸发支路的节流元件与所述第二类蒸发支路的节流元件具有不同的节流程度。
可选地，所述蒸发部具有多个开关阀，且各个所述开关阀分别用于控制所述第一类蒸发支路的通断和/或所述第二类蒸发支路的通断。
可选地，还包括：单向阀，其设置在所述压缩机排气口与所述热回收支路的第一端之间的制冷回路上。
根据本申请的另一个方面，还提供一种制冷***的控制方法，其用于如前所述的制冷***；其中，所述控制方法包括：第一模式S100，断开热回收支路，制冷剂依次流过压缩机、冷凝器及并联的第一类蒸发支路与第二类蒸发支路；第二模式S200，导通热回收支路，制冷剂依次流过压缩机、热回收支路、冷凝器及第二类蒸发支路；第三模式S300，导通热回收支路，制冷剂依次流过压缩机、热回收支路、冷凝器及及并联的第一类蒸发支路与第二类蒸发支路；以及第四模式S400，断开热回收支路，制冷剂依次流过压缩机、热回收支路、冷凝器及第二类蒸发支路。
可选地，在所述第一蒸发器的出风温度不小于第一预设温度时，执行第一模式S100；和/或在所述第一蒸发器的出风温度小于第二预设温度时，执行第二模式S200。
可选地，当执行第一模式S100，在所述第一蒸发器的出风温度不大于第三预设温度时，执行第三模式S300；和/或在所述第一蒸发器的出风温度大于第三预设温度时，保持执行第一模式S100。
可选地，当执行第三模式S300，在所述第一蒸发器的出风温度不小于第三预设温度时，执行第一模式S100；和/或在所述第一蒸发器的出风温度小于第三预设温度时，保持执行第三模式S300。
可选地，当执行第二模式S200下，在所述第一蒸发器的出风温度不小于第四预设温度时，保持第一风机开启，并断开热回收支路；和/或在所述第一蒸发器的出风温度小于第四预设温度时，保持执行第二模式S200。
可选地，所述第一预设温度为23~26℃。
可选地，所述第二预设温度为8~10℃。
可选地，所述第三预设温度为13~16℃。
可选地，所述第四预设温度为16~23℃。
根据本申请的制冷***及其控制方法，通过在制冷回路上设置具有从压缩机下游与冷凝器上游之间接入制冷回路的第一端与第二端的热回收支路，且将热回收支路上设置的热回收换热器与第一蒸发器布置在空气流向的上下游位置，并通过控制流路的通断来实现了对热量的回收利用，有效兼顾了对制冷展示柜内商品的低温保存、对制冷展示柜所处的商业环境（例如，便利店）的空气调节以及对整套制冷***的能量效率改善。
附图说明
图1是本发明的制冷***的一个实施例在第一模式下的***流向示意图。
图2是本发明的制冷***的一个实施例在第二模式下的***流向示意图。
图3是本发明的制冷***的一个实施例在第三模式下的***流向示意图。
图4是本发明的制冷***的一个实施例在第四模式下的***流向示意图。
具体实施方式
如图1至图3所示，根据本申请的一个实施例，提供了一种制冷***，其包括用于提供冷量的制冷回路。该制冷回路由压缩机4、冷凝器1及设有节流元件的蒸发部依次连接形成回路；其中，蒸发部包括并联的第一类蒸发支路及第二类蒸发支路。此处的第一类蒸发支路主要指用于起空气调节作用的这一类蒸发支路，其可以根据实际制冷量需求或制冷区域的需求而布置多条此类蒸发支路，也可以在一条此类蒸发支路上布置多个蒸发器。且此处的第二类蒸发支路主要指用于产品冷藏或冷冻作用的这一类蒸发支路，其同样可以根据实际制冷量需求或制冷区域的需求而布置多条此类蒸发支路，也可以在一条此类蒸发支路上布置多个蒸发器。此外，该制冷***还包括热回收支路。该热回收支路具有从压缩机4下游与冷凝器1上游之间接入制冷回路的第一端与第二端，且其上设置热回收换热器8。由于用于产品冷藏或冷冻作用的制冷回路需一直保持在制冷状态下，因此，可实现对其的热量回收，并将回收的热量用于空气调节中。因此，需将热回收换热器8布置在流过第一类蒸发支路的换热部分处。例如，由于第一类蒸发支路具有第一蒸发器9及用于驱迫空气流过第一蒸发器9的第一风机；可将热回收换热器8布置在第一蒸发器9的下游或上游，由此热回收换热器8可与第一蒸发器9共用第一蒸发器的出风口7。此时，在需要空气调节来提供制热时，可以在断开第一类蒸发支路的同时，启用热回收支路，则出风口7将吹出热风。或者，在需要空气调节制冷且同时控制环境温湿度时，可以在导通第一类蒸发支路的同时，择机启用热回收支路，则出风口7整体上吹出冷风，但其温湿度可发生一定程度的变化。通过前述布置，在实现商品冷藏与空气调节的同时，还兼顾了对整套***的热量回收，提高综合能效比。
在此还对该制冷***做出了多处细节上的改动，例如各功能部件的具体实现形式；亦或部件之间的连接关系。如下将示例性地做出说明。
例如，热回收换热器8沿流过第一蒸发器9的空气流向布置在第一蒸发器9的下游，也即热回收换热器8更为靠近第一蒸发器的出风口布置。
再如，为实现制冷***在主回路与热回收回路之间的切换。其还应包括流路切换部，该流路切换部可以受控地导通或断开热回收支路。作为示例之一，该流路切换部包括三通阀6，三通阀6设置在热回收支路的第一端或第二端，则通过三通阀6的开闭可以实现热回收支路的通断。虽然图中未示出，但作为另一示例，该流路切换部可包括第一开关阀及第二开关阀，第一开关阀设置在热回收支路上来控制其通断，而第二开关阀则设置在第一端与第二端之间的制冷回路区段上来控制其通断。
此外，该制冷***还可包括蒸发压力调节器12，其设置在第一类蒸发支路上，且位于第一蒸发器9的下游。这是由于空气调节及商品冷藏对蒸发器所需的运行蒸发温度的需求存在差别，通过在此设置蒸发压力调节器12可以较好地对用于空气调节的第一类蒸发支路的蒸发器温度进行调节。
再者，该制冷***还包括气液分离器3，其设置在压缩机4吸气口上游的制冷回路上，以用于对流入压缩机的制冷剂进行气液分离，避免液态制冷剂进入压缩机而造成液击现象。可选地，在压缩机4排气口与热回收支路的第一端之间的制冷回路上还可设置单向阀5，以免出现制冷剂回流现象。
另外，蒸发部具有多个节流元件，例如第一恒温膨胀阀10与第二恒温膨胀阀14、18，且第一类蒸发支路的节流元件与第二类蒸发支路的节流元件具有不同的节流程度，以满足不同应用情形下对于不同制冷能力的需求。且蒸发部上还可设置多个开关阀，例如第一电磁阀11与第二电磁阀13、17，其分别用于控制第一类蒸发支路的通断和/或第二类蒸发支路的通断，以按需实现对每条回路的通断控制。
此外，为更好地管理与控制前述实施例中的制冷***，使其能够兼顾热量回收与实际制冷及通风需求，还配套地提供了一种制冷***的控制方法。该控制方法包括：第一模式S100，断开热回收支路，制冷剂依次流过压缩机4、冷凝器1及并联的第一类蒸发支路与第二类蒸发支路；此时可以同时实现空气调节制冷与商品冷藏功能。第二模式S200，导通热回收支路，制冷剂依次流过压缩机4、热回收支路、冷凝器1及第二类蒸发支路；此时可以同时实现空气调节制热与商品冷藏功能。第三模式S300，导通热回收支路，制冷剂依次流过压缩机4、热回收支路、冷凝器1及及并联的第一类蒸发支路与第二类蒸发支路；此时可以同时实现空气调节与商品冷藏功能。以及第四模式S400，断开热回收支路，制冷剂依次流过压缩机、冷凝器及第二类蒸发支路；此时可以单独实现商品冷藏功能。
应当知道的是，前述工作模式即可以采取手动切换的形式，也可以采取自动控制的形式。在实际应用中，空气过于干燥或湿润均会带来体感上的不适，且空气湿度对于冷藏商品的保存也具有两面性，例如空气过于湿润则商品（尤其是食品）更易于滋生细菌，而过于干燥则食品容易脱水。因此，操作者可以根据前述影响来选择性地切换模式，以满足实际应用情形。此外，当采用自动控制形式时，需要提供相应的切换条件。如下将对各种工作模式的切换条件做出示例性说明。
首先，在第一蒸发器9的出风温度不小于第一预设温度时，例如27℃，表明此时应用场景内的环境温度过高，应当执行第一模式S100；或者在第一蒸发器9的出风温度小于第二预设温度时，例如，7℃，表明此时应用场景内的环境温度过低，应当执行第二模式S200。
此后，在已经执行第一模式S100下：在第一蒸发器9的出风温度不大于第三预设温度时，例如11℃，表明此时的空气制冷温度过低，应当执行第三模式S300，由此实现再热除湿的效果；或者在第一蒸发器9的出风温度大于第三预设温度时，表明此时的空气制冷温度合适，可以继续保持执行第一模式S100。
此后，在已经执行第三模式S300下：在第一蒸发器9的出风温度不小于第三预设温度时，例如18℃，表明此时的空气制冷温度已经回调至合适的范围，可以重新开始执行第一模式S100；或者在第一蒸发器9的出风温度小于第三预设温度时，表明此时的空气制冷温度依然较低，可以继续保持执行第三模式S300。
另外，在已经执行第二模式S200下：在第一蒸发器9的出风温度不小于第四预设温度时，表明此时的空气制热温度已经处于合适范围，可以保持第一风机开启，并断开热回收支路；或者在第一蒸发器9的出风温度小于第四预设温度时，表明此时的空气制热温度依然较低，可以继续保持执行第二模式S200。
如下将结合图1至图4来分别描述该制冷***在几种不同模式下的工作流程，及其为产品所应用环境（例如，便利店）带来的技术效果。图中，实线表示该条流路处于导通状态；虚线表示该条流路处于非导通状态；换热器处的粗实线箭头表示空气流向；而制冷***管路上的细实线箭头表示制冷剂流向。
参见图1，当运行第一模式S100时，断开热回收支路，导通第一类蒸发支路与第二类蒸发支路。此时，高压高温的制冷剂从压缩机4的排气口流出，经单向阀5与关闭的三通阀6流入冷凝器1，向由风机2驱迫而流过冷凝器1的气流排热；而后流出的高压中温的制冷剂分成两部分继续行进：其中一部分流入第一类蒸发支路，并在经过导通的第一电磁阀11与第一恒温膨胀阀10节流成低压低温的制冷剂后，进入第一蒸发器10吸热，此时受风机驱迫而流经第一蒸发器10的气流的温度得以降低，并经由出风口7吹入便利店内，为消费者及店员提供温度与湿度均舒适的购物环境，而完成吸热的后流出的低压中温的制冷剂将经过气液分离器3流回压缩机4的吸气口，完成该部分的循环；此外，另一部分制冷剂将流入第二类蒸发支路，如，在本实施例中，包括两条第二类支路，制冷剂在经过导通的第二电磁阀13、17与第二恒温膨胀阀14、18节流成低压低温的制冷剂后，进入第二蒸发器15、19吸热，此时受风机16、20驱迫而流经第二蒸发器15、19的气流的温度得以降低，并吹向制冷展示柜内的储存于展示的商品，为其提供温度与湿度均舒适的保存环境，而完成吸热的后流出的低压中温的制冷剂将经过气液分离器3流回压缩机4的吸气口，完成该部分的循环。由此完成整个第一模式的一轮循环。
参见图2，当运行第二模式S200时，导通热回收支路，断开第一类蒸发支路，并导通第二类蒸发支路。此时，高压高温的制冷剂从压缩机4的排气口流出，经单向阀5与打开的三通阀6流入热回收换热器8，此时受风机驱迫而流经热回收换热器8的气流的温度得以升高，并经由出风口7吹入便利店内，为消费者及店员提供温度与湿度均舒适的购物环境；此后制冷剂再流入冷凝器1，向由风机2驱迫而流过冷凝器1的气流排热；而后流出的高压中温的制冷剂将流入第二类蒸发支路，如，在本实施例中，包括两条第二类支路，制冷剂在经过导通的第二电磁阀13、17与第二恒温膨胀阀14、18节流成低压低温的制冷剂后，进入第二蒸发器15、19吸热，此时受风机16、20驱迫而流经第二蒸发器15、19的气流的温度得以降低，并吹向制冷展示柜内的储存于展示的商品，为其提供温度与湿度均舒适的保存环境，而完成吸热的后流出的低压中温的制冷剂将经过气液分离器3流回压缩机4的吸气口，由此完成整个第二模式的一轮循环。
参见图3，当运行第三模式S300时，导通热回收支路，导通第一类蒸发支路与第二类蒸发支路。此时，高压高温的制冷剂从压缩机4的排气口流出，经单向阀5与打开的三通阀6流入热回收换热器8，为此后受风机驱迫而依次流经第一蒸发器9及热回收换热器8的气流的提供温度及湿度的调节空间。此后制冷剂再流入冷凝器1，向由风机2驱迫而流过冷凝器1的气流排热；而后流出的高压中温的制冷剂分成两部分继续行进：其中一部分流入第一类蒸发支路，并在经过导通的第一电磁阀11与第一恒温膨胀阀10节流成低压低温的制冷剂后，进入第一蒸发器10吸热，此时受风机驱迫而流经第一蒸发器10的气流的温度得以降低，该气流继续流过热回收换热器8得以提高一定温度，改善出风的舒适性，此后经由出风口7吹入便利店内，为消费者及店员提供温度与湿度均舒适的购物环境，而完成吸热的后流出的低压中温的制冷剂将经过气液分离器3流回压缩机4的吸气口，完成该部分的循环；此外，另一部分制冷剂将流入第二类蒸发支路，如，在本实施例中，包括两条第二类支路，制冷剂在经过导通的第二电磁阀13、17与第二恒温膨胀阀14、18节流成低压低温的制冷剂后，进入第二蒸发器15、19吸热，此时受风机16、20驱迫而流经第二蒸发器15、19的气流的温度得以降低，并吹向制冷展示柜内的储存于展示的商品，为其提供温度与湿度均舒适的保存环境，而完成吸热的后流出的低压中温的制冷剂将经过气液分离器3流回压缩机4的吸气口，完成该部分的循环。由此完成整个第三模式的一轮循环。
参见图4，当运行第四模式S400时，断开热回收支路，断开第一类蒸发支路，并导通第二类蒸发支路。此时，高压高温的制冷剂从压缩机4的排气口流出，经单向阀5与打开的三通阀6流入冷凝器1，向由风机2驱迫而流过冷凝器1的气流排热；而后流出的高压中温的制冷剂将流入第二类蒸发支路，如，在本实施例中，包括两条第二类支路，制冷剂在经过导通的第二电磁阀13、17与第二恒温膨胀阀14、18节流成低压低温的制冷剂后，进入第二蒸发器15、19吸热，此时受风机16、20驱迫而流经第二蒸发器15、19的气流的温度得以降低，并吹向制冷展示柜内的储存于展示的商品，为其提供温度与湿度均舒适的保存环境，而完成吸热的后流出的低压中温的制冷剂将经过气液分离器3流回压缩机4的吸气口，完成该部分的循环。由此完成整个第四模式的一轮循环。
尽管上述实施例示出了热回收换热器8沿流过第一蒸发器9的空气流向布置在第一蒸发器9的下游，但是本领域普通技术人员应当了解，热回收换热器8也可以沿流过第一蒸发器9的空气流向布置在第一蒸发器9的上游。
以上例子主要说明了本发明的制冷***及其控制方法。尽管只对其中一些本发明的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (18)

1.一种制冷***，其特征在于，包括：
制冷回路，其包括依次连接形成回路的压缩机、冷凝器及设有节流元件的蒸发部；其中，所述蒸发部包括并联的第一类蒸发支路及第二类蒸发支路，所述第一类蒸发支路用于空气调节，且所述第二类蒸发支路用于产品冷藏或冷冻；以及
热回收支路，其具有从所述压缩机下游与所述冷凝器上游之间接入所述制冷回路的第一端与第二端，且在所述热回收支路上设置热回收换热器；
其中，所述第一类蒸发支路具有第一蒸发器及用于驱迫空气流过所述第一蒸发器的第一风机；所述热回收换热器沿流过所述第一蒸发器的空气流向布置在所述第一蒸发器的上游或下游。
2.根据权利要求1所述的制冷***，其特征在于，还包括：流路切换部，其受控地导通或断开所述热回收支路。
3.根据权利要求2所述的制冷***，其特征在于：所述流路切换部包括三通阀，所述三通阀设置在所述热回收支路的第一端或第二端。
4.根据权利要求2所述的制冷***，其特征在于：所述流路切换部包括第一开关阀及第二开关阀，所述第一开关阀设置在所述热回收支路上，所述第二开关阀设置在所述第一端与所述第二端之间的制冷回路区段上。
5.根据权利要求1所述的制冷***，其特征在于，还包括：蒸发压力调节器，其设置在所述第一类蒸发支路上，且位于所述第一蒸发器的下游。
6.根据权利要求1所述的制冷***，其特征在于，还包括：气液分离器，其设置在所述压缩机吸气口上游的制冷回路上。
7.根据权利要求1所述的制冷***，其特征在于：所述蒸发部具有多个节流元件，且所述第一类蒸发支路的节流元件与所述第二类蒸发支路的节流元件具有不同的节流程度。
8.根据权利要求1所述的制冷***，其特征在于：所述蒸发部具有多个开关阀，且各个所述开关阀分别用于控制所述第一类蒸发支路的通断和/或所述第二类蒸发支路的通断。
9.根据权利要求1所述的制冷***，其特征在于，还包括：单向阀，其设置在所述压缩机排气口与所述热回收支路的第一端之间的制冷回路上。
10.一种制冷***的控制方法，其用于如权利要求1至9任意一项所述的制冷***，其特征在于，所述控制方法包括：
第一模式S100，断开热回收支路，制冷剂依次流过压缩机、冷凝器及并联的第一类蒸发支路与第二类蒸发支路；
第二模式S200，导通热回收支路，制冷剂依次流过压缩机、热回收支路、冷凝器及第二类蒸发支路；
第三模式S300，导通热回收支路，制冷剂依次流过压缩机、热回收支路、冷凝器及并联的第一类蒸发支路与第二类蒸发支路；以及
第四模式S400，断开热回收支路，制冷剂依次流过压缩机、冷凝器及第二类蒸发支路。
11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于：在所述第一蒸发器的出风温度不小于第一预设温度时，执行第一模式S100；和/或在所述第一蒸发器的出风温度小于第二预设温度时，执行第二模式S200。
12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，当执行第一模式S100，在所述第一蒸发器的出风温度不大于第三预设温度时，执行第三模式S300；和/或在所述第一蒸发器的出风温度大于第三预设温度时，保持执行第一模式S100。
13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，当执行第三模式S300，在所述第一蒸发器的出风温度不小于第三预设温度时，执行第一模式S100；和/或在所述第一蒸发器的出风温度小于第三预设温度时，保持执行第三模式S300。
14.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，当执行第二模式S200，在所述第一蒸发器的出风温度不小于第四预设温度时，保持第一风机开启，并断开热回收支路；和/或在所述第一蒸发器的出风温度小于第四预设温度时，保持执行第二模式S200。
15.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于：所述第一预设温度为23~26℃。
16.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于：所述第二预设温度为8~10℃。
17.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于：所述第三预设温度为13~16℃。
18.根据权利要求14所述的控制方法，其特征在于：所述第四预设温度为16~23℃。
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