复合制冷系统及其控制方法技术方案

本申请提供一种复合制冷系统及其控制方法。该复合制冷系统包括压缩制冷系统和磁制冷系统，压缩制冷系统包括压缩机、第一换热器、节流装置和第二换热器，磁制冷系统包括泵、第一蓄冷器和第二蓄冷器，第一蓄冷器与节流装置并联，第一蓄冷器和节流装置能够选择地与第一换热器连通，压缩机所在的第一管路外并联有第二管路，泵和第二蓄冷器串联设置在第二管路上，第二管路上设置有控制阀，控制阀被配置为控制泵的出口能够选择地与第一换热器或第二换热器连通，或关闭第二管路。根据本申请的复合制冷系统，能够充分发挥不同制冷系统的优势，兼顾大冷量和大温跨的问题，提高复合制冷系统的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
复合制冷系统及其控制方法
本申请涉及制冷
，具体涉及一种复合制冷系统及其控制方法。
技术介绍
随着传统蒸汽压缩式制冷技术在对环境的不友好性和换热效率方面的弊端日渐明显，新型制冷技术(非蒸汽压缩式制冷)的研发日趋紧迫。磁制冷技术则是发展前景最被看好的新型制冷技术之一，尤其是其在环境友好性和高效能方面的优势十分突出，相比传统蒸汽压缩式制冷，磁制冷的制冷效率可达卡诺循环效率的40％～50％，比传统的压缩制冷方式高30％左右；此外磁制冷方式采用磁性材料进行固-液换热，无对环境有害的气体；并且磁复合制冷系统的运行频率低，产生的噪声小。凭借上述优势，磁制冷技术成为近年来受关注度最高的新制冷技术。磁复合制冷系统是一种利用磁热材料的物理特性进行制冷的设备，该装置的技术基础是磁热材料的磁热效应，即：在对磁热材料施加变化磁场时，会导致磁热材料温度的升高或者降低，磁场强度增加时材料磁熵减小、放热、温度升高，磁场强度降低时材料磁熵增加、吸热、温度降低。但是由于目前磁热材料的材料属性的限制，使得磁复合制冷系统的环境温度使用范围受到了较大的限制，存在无法兼顾大冷量和大温跨的问题。专利文件US20070240428A1公开了一种复合制冷系统，其采用混合制冷系统，该系统包括第一制冷剂循环的蒸汽压缩制冷循环装置和使第二制冷剂循环的磁制冷循环装置，其技术方案在于通过将磁制冷循环的热端换热器与蒸汽压缩制冷循环的冷端换热器进行热交换，让磁制冷循环系统内的换热流体可以进行两级冷却，使得磁制冷循环系统中的冷端换热器可以达到更低的温度，进而实现深度制冷。上述现有技术仍无法解决磁制冷系统的温跨小导致的推广性差的问题。
技术实现思路
因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种复合制冷系统及其控制方法，能够充分发挥不同制冷系统的优势，兼顾大冷量和大温跨的问题，提高复合制冷系统的工作效率。为了解决上述问题，本申请提供一种复合制冷系统，包括压缩制冷系统和磁制冷系统，压缩制冷系统包括压缩机、第一换热器、节流装置和第二换热器，磁制冷系统包括泵、第一蓄冷器和第二蓄冷器，第一蓄冷器与节流装置并联，第一蓄冷器和节流装置能够选择地与第一换热器连通，压缩机所在的第一管路外并联有第二管路，泵和第二蓄冷器串联设置在第二管路上，第二管路上设置有控制阀，控制阀被配置为控制泵的出口能够选择地与第一换热器或第二换热器连通，或关闭第二管路。优选地，控制阀包括第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀和第四三通阀，第一三通阀和第二三通阀位于泵的出口端，第三三通阀和第四三通阀位于泵的进口端，第一三通阀的第一接口与第一换热器连通，第一三通阀的第二接口与第二三通阀的第一接口连通，第一三通阀的第三接口与第四三通阀的第三接口连通，第二三通阀的第二接口与泵的出口连通，第二三通阀的第三接口与第三三通阀的第三接口连通，第三三通阀的第一接口与第二蓄冷器连通，第三三通阀的第二接口与第四三通阀的第一接口连通，第四三通阀的第二接口与泵的进口连通。优选地，控制阀为三位四通阀。优选地，第一蓄冷器、节流装置和第一换热器之间通过第五三通阀连接。根据本申请的另一方面，提供了一种上述的复合制冷系统的控制方法，包括：获取制冷区域的设定目标温度T0；获取制冷区域的实时温度T1和非制冷区域的实时温度T2；判断|T1-T0|与a之间的关系；当|T1-T0|＞a时，控制复合制冷系统运行蒸汽压缩制冷模式；当|T1-T0|≤a时，判断T2与设定温度b之间的关系；当T2≤b时，控制复合制冷系统运行自然冷源制冷模式；当T2＞b时，控制复合制冷系统运行磁制冷模式。优选地，控制复合制冷系统运行蒸汽压缩制冷模式的步骤包括：控制控制阀关闭第二管路；控制第一换热器与节流装置连通；启动压缩机；控制冷媒依次流经压缩机、第一换热器、第五三通阀、节流装置和第二换热器，形成冷媒流动循环。优选地，控制复合制冷系统运行自然冷源制冷模式的步骤包括：控制第二管路连通；控制第一换热器与节流装置连通；控制第一蓄冷器和第二蓄冷器停止工作；关闭压缩机；启动泵；控制冷媒依次流经泵、第二三通阀、第一三通阀、第一换热器、第五三通阀、第二换热器、第三三通阀和第四三通阀，形成第一冷媒流动循环。优选地，控制复合制冷系统运行自然冷源制冷模式的步骤还包括：当第一冷媒流动循环持续时间达到t1时间后，控制控制阀进行切换，使冷媒依次流经泵、第二三通阀、第三三通阀、第二换热器、第五三通阀、第一换热器、第一三通阀、第四三通阀，形成第二冷媒流动循环。优选地，控制复合制冷系统运行自然冷源制冷模式的步骤还包括：控制第一冷媒流动循环和第二冷媒流动循环周期性进行切换。优选地，控制复合制冷系统运行磁制冷模式的步骤包括：控制第二管路连通；控制第一换热器与第一蓄冷器连通；关闭压缩机；启动泵；控制第二管路在第一状态和第二状态之间周期性切换。优选地，当第二管路处于第一状态时，控制阀控制泵的出口与第一换热器连通，冷媒依次流经泵、第二三通阀、第一三通阀、第一换热器、第五三通阀、第一蓄冷器、第二换热器、第二蓄冷器、第三三通阀和第四三通阀，形成冷媒流动循环；当第二管路处于第二状态时，控制阀控制泵的出口与第二换热器连通，冷媒依次流经泵、第二三通阀、第三三通阀、第二蓄冷器、第二换热器、第一蓄冷器、第五三通阀、第一换热器、第一三通阀、第四三通阀，形成冷媒流动循环。本申请提供的复合制冷系统，包括压缩制冷系统和磁制冷系统，压缩制冷系统包括压缩机、第一换热器、节流装置和第二换热器，磁制冷系统包括泵、第一蓄冷器和第二蓄冷器，第一蓄冷器与节流装置并联，第一蓄冷器和节流装置能够选择地与第一换热器连通，压缩机所在的第一管路外并联有第二管路，泵和第二蓄冷器串联设置在第二管路上，第二管路上设置有控制阀，控制阀被配置为控制泵的出口能够选择地与第一换热器或第二换热器连通。该复合制冷系统将磁制冷系统和压缩制冷系统耦合在一起，使得磁制冷系统和压缩制冷系统的换热流体均使用蒸汽压缩制冷系统的制冷剂，通过控制不同流路的切换，使得该复合系统具有蒸汽压缩制冷、磁制冷、自然冷源制冷三种工作模式，充分发挥各系统的优势，提高了系统制冷效率。附图说明图1为本申请一个实施例的复合制冷系统的系统结构图；图2为本申请一个实施例的复合制冷系统的三通阀-泵模块示意图；图3为本申请一个实施例的复合制冷系统的三通阀-泵模块的匹配模式1的示意图；图4为本申请一个实施例的复合制冷系统的三通阀-泵模块的匹配模式2的示意图；图5为本申请一个实施例的复合制冷系统的三通阀-泵模块的匹配模式3的示意图；图6为本申请一个实施例的复合制冷系统在蒸汽压缩制冷模式下的工作流路示意图；图7为本申请一个实施例的复合制冷系统在磁制冷模式下的工作流路示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合制冷系统，其特征在于，包括压缩制冷系统和磁制冷系统，所述压缩制冷系统包括压缩机(1)、第一换热器(2)、节流装置(3)和第二换热器(4)，所述磁制冷系统包括泵(6)、第一蓄冷器(7)和第二蓄冷器(8)，所述第一蓄冷器(7)与所述节流装置(3)并联，所述第一蓄冷器(7)和所述节流装置(3)能够选择地与所述第一换热器(2)连通，所述压缩机(1)所在的第一管路外并联有第二管路，所述泵(6)和所述第二蓄冷器(8)串联设置在所述第二管路上，所述第二管路上设置有控制阀，所述控制阀被配置为控制所述泵(6)的出口能够选择地与所述第一换热器(2)或所述第二换热器(4)连通，或关闭所述第二管路。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合制冷系统，其特征在于，包括压缩制冷系统和磁制冷系统，所述压缩制冷系统包括压缩机(1)、第一换热器(2)、节流装置(3)和第二换热器(4)，所述磁制冷系统包括泵(6)、第一蓄冷器(7)和第二蓄冷器(8)，所述第一蓄冷器(7)与所述节流装置(3)并联，所述第一蓄冷器(7)和所述节流装置(3)能够选择地与所述第一换热器(2)连通，所述压缩机(1)所在的第一管路外并联有第二管路，所述泵(6)和所述第二蓄冷器(8)串联设置在所述第二管路上，所述第二管路上设置有控制阀，所述控制阀被配置为控制所述泵(6)的出口能够选择地与所述第一换热器(2)或所述第二换热器(4)连通，或关闭所述第二管路。


2.根据权利要求1所述的复合制冷系统，其特征在于，所述控制阀包括第一三通阀(91)、第二三通阀(92)、第三三通阀(93)和第四三通阀(94)，所述第一三通阀(91)和所述第二三通阀(92)位于所述泵(6)的出口端，所述第三三通阀(93)和所述第四三通阀(94)位于所述泵(6)的进口端，所述第一三通阀(91)的第一接口与所述第一换热器(2)连通，所述第一三通阀(91)的第二接口与所述第二三通阀(92)的第一接口连通，所述第一三通阀(91)的第三接口与所述第四三通阀(94)的第三接口连通，所述第二三通阀(92)的第二接口与所述泵(6)的出口连通，所述第二三通阀(92)的第三接口与所述第三三通阀(93)的第三接口连通，所述第三三通阀(93)的第一接口与所述第二蓄冷器(8)连通，所述第三三通阀(93)的第二接口与所述第四三通阀(94)的第一接口连通，所述第四三通阀(94)的第二接口与所述泵(6)的进口连通。


3.根据权利要求1所述的复合制冷系统，其特征在于，所述控制阀为三位四通阀。


4.根据权利要求1所述的复合制冷系统，其特征在于，所述第一蓄冷器(7)、所述节流装置(3)和所述第一换热器(2)之间通过第五三通阀(5)连接。


5.一种如权利要求1至4中任一项所述的复合制冷系统的控制方法，其特征在于，包括：
获取制冷区域的设定目标温度T0；
获取制冷区域的实时温度T1和非制冷区域的实时温度T2；
判断|T1-T0|与a之间的关系；
当|T1-T0|＞a时，控制复合制冷系统运行蒸汽压缩制冷模式；
当|T1-T0|≤a时，判断T2与设定温度b之间的关系；
当T2≤b时，控制复合制冷系统运行自然冷源制冷模式；
当T2＞b时，控制复合制冷系统运行磁制冷模式。


6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：李大全，杨蓉，罗胜，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44