一种大冷冻能力并联双循环制冷系统及其控制方式技术方案

一种大冷冻能力并联双循环制冷系统及其控制方式，制冷系统包括压缩机，冷凝器，干燥过滤器，由逻辑控制器控制三通电磁阀切换的并联的主制冷模块和辅助制冷模块、储液器；主制冷模块包括第一毛细管和主蒸发器，在冷冻室内温度较高时为整个冷冻室提供冷量，用于降低冷冻室的温度；辅助制冷模块包括第二毛细管和辅助蒸发器；辅助蒸发器直接为冷冻室中温度较高的部位提供冷量，降低了整个冷冻室中高温度区域达到设定温度的时间，在压缩机制冷能力不变的情况下提高了冷冻能力；通过逻辑控制器控制三通电磁阀进行并联回路的切换，解决了在冷冻过程中冷量分配不均的问题，提升了系统的冷冻能力，而且不需要增大压缩机的制冷量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种冰箱/冷柜，具体涉及一种大冷冻能力并联双循环制冷系统及其控制方式。
技术介绍
冷冻能力是冰箱/冷柜重要的设计指标之一，且在冰箱和冷柜产品的铭牌上都会明确标明冰箱冷冻室或者冷柜的冷冻能力标称值。根据GB/T 8059.2《家用制冷器具冷藏冷冻箱》中第3.5.4条定义，冷冻能力是指在规定的实验条件下，24小时内使得试验包温度从25±1℃(SN/N/ST型)或者32±1℃(T型)降到－18℃时试验包的质量，用kg/24h表示。上述的－18℃标准，指的是全部冷冻负载“M”包的瞬时温度的算术平均值达到－18℃。因此，温度下降较慢的那部分“M”包对总的降温时间影响较大，进而影响冰箱/冷柜的冷冻能力。而在直冷冰箱和冷柜中，箱体内部接触蒸发器的部分温度较低，而远离蒸发器的温度较高，而一般情况下顶部的温度又要高于底部温度，这种冷量分配的不均匀性在放入负载包进行冷冻能力测试实验时会增大冷冻的时间，对冰箱/冷柜的冷冻能力有着不利的影响。针对这点，本专利技术提出了一种可行的解决方案，即一种用于冷柜和冰箱的、大冷冻能力并联双循环制冷系统及其控制方式，在不增大装置压缩机制冷量的条件下，提高了整个系统的冷冻能力。
技术实现思路
为了解决上述问题对冰箱/冷柜冷冻能力的不利影响，本专利技术提出了一种大冷冻能力并联双循环制冷系统及其控制方式，该制冷系统包含着两个并联的制冷模块：主制冷模块和辅助制冷模块，工作时两个模块交替切换运行。主制冷模块的目的是为整个冷冻室提供冷量，用于冷冻负载放入之初以及冷冻室内温度较高时急速的降低冷冻室的温度；辅助制冷模块布置在冷冻室中降温速度较慢以及温度较高的地方，当切换到辅助制冷模块时，辅助蒸发器直接为冷冻室中温度较高的部位提供冷量，因此降低了整个冷冻室中最高温度的区域达到设定温度的时间，从而提升了制冷系统的冷冻能力。为了达到上述的目的，本专利技术采用的技术方案是：一种大冷冻能力并联双循环制冷系统，包括压缩机1，依次连接在压缩机1出口的冷凝器2、干燥过滤器3和三通电磁阀4，三通电磁阀4的一个出口依次连接第一毛细管6、主蒸发器7、储液器10和压缩机1入口；三通电磁阀4的另一个出口依次连接第二毛细管8、辅助蒸发器9、储液器10和压缩机1入口，还包括与三通电磁阀4连接的逻辑控制器5；所述压缩机1、冷凝器2、干燥过滤器3、三通电磁阀4、第一毛细管6、主蒸发器7和储液器10构成第一制冷回路，即主制冷模块；所述压缩机1、冷凝器2、干燥过滤器3、三通电磁阀4、第二毛细管8、辅助蒸发器9和储液器10构成第二制冷回路，即辅助制冷模块。所述的大冷冻能力并联双循环制冷系统中，包括第一毛细管6以及主蒸发器7的主制冷模块和包括第二毛细管8以及辅助蒸发器9的辅助制冷模块的连接方式为并联，制冷剂每次只流经一条回路，制冷模块的切换由一个三通电磁阀控制。所述的大冷冻能力并联双循环制冷系统中，主蒸发器用来给整个冷冻室提供冷量，可以是布置在冷冻室壁面内的板管式蒸发器，也可以是布置在冷冻室内腔的多层搁架式蒸发器。所述的大冷冻能力并联双循环制冷系统中，辅助蒸发器用来给冷冻室中温度较高的区域提供冷量，以缩短冷冻室温度最高的这部分区域的降温时间；其布置的位置可以是冷冻室的上部(根据经验)或者根据实验测得冷冻过程中冷冻室中温度高于平均温度ΔT1以上的具体区域(ΔT1根据冷柜类型和容积可以取2～5℃)；辅助蒸发器可以是布置在冷冻室壁面内的板管式蒸发器，也可以是布置在冷冻室内腔的多层搁架式蒸发器。所述逻辑控制器5为温控器。所述温控器连接有两类温度传感器：包括布置在冷冻过程中冷冻室中温度高于平均温度ΔT1的具体区域的温度传感器12和布置在温度较低区域的传感器11；所述的温度较低区域，为冷冻室的下部和根据实验测得冷冻过程中冷冻室中温度低于平均温度ΔT1以上的具体区域；如果必要，则这两类温度传感器布置在放入的热负载上以监测其温度变化。上述所述的大冷冻能力并联双循环制冷系统的控制方式：制冷系统需要冷冻保温时，制冷系统按照第一制冷回路，即主制冷模块工作；当冷冻室中放入大量负载时，仍然按照第一制冷回路工作，逻辑控制器5开始工作；当布置在温度较低区域的温度传感器11显示该区域的负载已经全部达到设定温度，此时逻辑控制器5控制三通电磁阀4动作，制冷系统按照第二制冷回路，即辅助制冷模块工作，直到冷冻室中温度高于平均温度ΔT1的具体区域内传感器12显示该区域负载也达到了设定温度，此时整个冷冻过程结束，制冷系统由逻辑控制器5控制三通电磁阀4切换回主制冷模块工作；具体的控制步骤如下：步骤1：先检测冷冻室的平均温度Tm，如果冷冻室的平均温度Tm高于设定的压缩机启动温度Ton，表明柜内温度过高，压缩机1启动，进入步骤2；否则柜内温度未达到压缩机启动温度，程序不执行，直接结束；步骤2：三通电磁阀4设置为1状态，即控制运行主制冷模块；步骤3：当柜内温度Tm急剧回升至高于开机温度Ton一定温度ΔT以上，则判断冷冻室内有加入负载，则判断冷冻室内有加入负载，三通电磁阀4设置为1状态，控制系统运行主制冷模块，进入步骤4；否则直接进入步骤6；步骤4：检测冷柜内温度较低区域的平均温度Tc，如果Tc低于设定的转换温度T0，则三通电磁阀4切换为2状态，即控制系统运行辅助制冷模块，进入步骤5；否则三通电磁阀4维持1状态不变；步骤5：检测冷柜内冷冻室中温度高于平均温度ΔT1的具体区域的平均温度Th，如果Th也低于设定的转换温度T0，则返回步骤2，三通电磁阀4设置为1状态，控制系统运行主制冷模块；否则三通电磁阀4维持2状态不变；步骤6：检测冷冻室的平均温度Tm，如果冷冻室的平均温度Tm低于设定的压缩机停机温度Toff，表明柜内温度已经达到预定要求，压缩机1停机；否则回到步骤2；其中：Tm：冷冻室平均温度，可由已布置的两类温度传感器测得的Tc和Th取平均得到；Ton：预先设定的开机温度(-18～-12℃)，当Tm高于Ton,压缩机开机；Toff：预先设定的停机温度(-25～-18℃)，当Tm低于Toff，压缩机停机；Tc：冷冻室低温区域的平均温度；Th：冷冻室高温区域的平均温度；T0：预先设定的并联双循环系统从主制冷模块切换到辅助制冷模块的转换温度(取决于冷冻的温度要求和Ton、Toff，可取-22～-15℃)；ΔT：判断冷冻室是否放入负载，根据具体的冷柜，可以取0～10℃。主制冷模块的目的是为整个冷冻室提供冷量，用于冷冻负载放入之初以及冷冻室内温度较高时急速的降低冷冻室的温度；辅助制冷模块布置在冷冻室中降温速度较慢以及温度较高的地方，当切换到辅助制冷模块时，辅助蒸发器直接为冷冻室中温度较高的部位提供冷量，主制冷模块和辅助制冷模块的切换运行，降低了整个冷冻室中最高温度的区域达到设定温度的时间，也就降低整个冷冻过程的时间，提高了系统的冷冻能力。和传统的大冷冻能力蒸汽压缩式制冷系统相比，本专利技术的优点是：1.本专利技术包含两条制冷回路，主制冷模块和辅助制冷模块是并联关系，用来实现不同的目标。主制冷模块在制冷系统稳定工作时或者加入大量负载降温之初为整个系统提供冷量，冷冻过程中，当布置在温度较低区域的温度传感器显示该区域的负载已经全部达到设定温度，此时温控器控制三通电磁阀动作，辅助制冷模块开始工作，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大冷冻能力并联双循环制冷系统，其特征在于：包括压缩机(1)，依次连接在压缩机(1)出口的冷凝器(2)、干燥过滤器(3)和三通电磁阀(4)，三通电磁阀(4)的一个出口依次连接第一毛细管(6)、主蒸发器(7)、储液器(10)和压缩机(1)入口；三通电磁阀(4)的另一个出口依次连接第二毛细管(8)、辅助蒸发器(9)、储液器(10)和压缩机(1)入口，还包括与三通电磁阀(4)连接的逻辑控制器(5)；所述压缩机(1)、冷凝器(2)、干燥过滤器(3)、三通电磁阀(4)、第一毛细管(6)、主蒸发器(7)和储液器(10)构成第一制冷回路，即主制冷模块；所述压缩机(1)、冷凝器(2)、干燥过滤器(3)、三通电磁阀(4)、第二毛细管(8)、辅助蒸发器(9)和储液器(10)构成第二制冷回路，即辅助制冷模块。

【技术特征摘要】
1.一种大冷冻能力并联双循环制冷系统，其特征在于：包括压缩机(1)，依次连接在压缩机(1)出口的冷凝器(2)、干燥过滤器(3)和三通电磁阀(4)，三通电磁阀(4)的一个出口依次连接第一毛细管(6)、主蒸发器(7)、储液器(10)和压缩机(1)入口；三通电磁阀(4)的另一个出口依次连接第二毛细管(8)、辅助蒸发器(9)、储液器(10)和压缩机(1)入口，还包括与三通电磁阀(4)连接的逻辑控制器(5)；所述压缩机(1)、冷凝器(2)、干燥过滤器(3)、三通电磁阀(4)、第一毛细管(6)、主蒸发器(7)和储液器(10)构成第一制冷回路，即主制冷模块；所述压缩机(1)、冷凝器(2)、干燥过滤器(3)、三通电磁阀(4)、第二毛细管(8)、辅助蒸发器(9)和储液器(10)构成第二制冷回路，即辅助制冷模块。2.根据权利要求1所述的大冷冻能力并联双循环制冷系统，其特征在于：包括第一毛细管(6)以及主蒸发器(7)的主制冷模块和包括第二毛细管(8)以及辅助蒸发器(9)的辅助制冷模块的连接方式为并联，制冷剂每次只流经一条回路，制冷模块的切换由三通电磁阀(4)控制。3.根据权利要求2所述的大冷冻能力并联双循环制冷系统，其特征在于：所述的主蒸发器(7)用来给整个冷冻室提供冷量，为布置在冷冻室壁面内的板管式蒸发器，或布置在冷冻室内腔的多层搁架式蒸发器。4.根据权利要求2所述的大冷冻能力并联双循环制冷系统，其特征在于：所述的辅助蒸发器(9)用来给冷冻室中温度高于平均温度的区域提供冷量，以缩短冷冻室温度高的这部分区域的降温时间；其布置的位置为冷冻室的上部或者根据实验测得冷冻过程中冷冻室中温度高于平均温度ΔT1的具体区域，ΔT1根据冷柜类型和容积取2～5℃；辅助蒸发器为布置在冷冻室壁面内的板管式蒸发器，或布置在冷冻室内腔的多层搁架式蒸发器。5.根据权利要求1所述的大冷冻能力并联双循环制冷系统，其特征在于：所述逻辑控制器(5)为温控器。6.根据权利要求5所述的大冷冻能力并联双循环制冷系统，其特征在于：所述温控器连接有两类温度传感器：包括布置在冷冻过程中冷冻室中温度高于平均温度ΔT1的具体区域的温度传感器(12)和布置在温度较低区域的传感器(11)；所述的温度较低区域，为冷冻室的下部和根据实验测得冷冻过程中冷冻室中温度低于平均温度ΔT1以上的具体区域；如果必要，则这两类温度传感器布置在放入的热负载上以监测其温度变化。7.权利要求1-6任一项所述的大冷冻能力并联双循...

【专利技术属性】
技术研发人员：晏刚，刘浩，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61