制冷系统、化霜控制方法及其制冷设备与流程

1.本发明涉及制冷技术领域，尤其是涉及一种制冷系统、化霜控制方法及其制冷设备。


背景技术：

2.现在的蒸发器主要采用电加热、四通阀或热气旁通的方式进行化霜。
3.其中，采用电加热方式化霜时，化霜时间长，化霜的温升大；采用四通阀的化霜方式时，由于四通阀容易出现液击，当出现多个蒸发器进行同时化霜时，四通阀流过流量控制不良易造成四通阀卡死的情况。
4.而热气旁通的化霜方式依靠压缩机排出的高温、高压制冷剂蒸汽经由电动三通阀直接排进冷风机对翅片上的霜层进行融化，化霜时间短，对库温的影响小，但是对于化霜后的高温高压的制冷剂液体流向难以处理。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种制冷系统、化霜控制方法及其制冷设备，解决了现有技术中的换热器化霜效率低的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
6.为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
7.本发明提供的制冷系统，包括压缩机、室外换热器、储液器以及至少两个室内换热器，其中：除霜模式下所述压缩机的排气口能与待化霜的室内换热器相连通或者能同时与所述室外换热器和待化霜的室内换热器相连通，所述室内换热器和所述室外换热器均与所述储液器相连通且经由所述室内换热器化霜后产生的气液混合物能流至所述储液器内以与所述室外换热器流至所述储液器内的制冷剂液体混合，所述储液器内混合后的制冷剂液体能流入处于制冷模式的所述室内换热器中进行蒸发。
8.作为本发明的进一步改进，所述压缩机的排气口通过第一换向装置与所述室外换热器和/或至少一个所述室内换热器相连通。
9.作为本发明的进一步改进，每个所述室内换热器与所述室外换热器之间设置有对应的冷媒管路，每个所述冷媒管路上设置有电子膨胀阀，经由所述室外换热器冷凝的制冷剂进入所述储液器后流经分液器，经所述分液器分液后通过对应分路的所述电子膨胀阀的调节流入所述室内换热器。
10.作为本发明的进一步改进，每个所述室内换热器与所述第一换向装置之间设置有化霜管路，每个所述化霜管路上设置有第二换向装置，所述压缩机排出的至少部分气体能经所述第一换向装置和所述第二换向装置流入对应的所述室内换热器进行化霜，化霜后产生的气液混合物流入所述储液器。
11.作为本发明的进一步改进，所述第一换向装置和所述第二换向装置均为三通换向阀。
12.一种关于上述制冷系统的化霜控制方法，包括以下步骤：
13.步骤s1：接收化霜指令；
14.步骤s2：按照化霜控制方案控制进入化霜模式的所述室内换热器的顺序；
15.步骤s3：控制压缩机的排气口连通进入化霜模式的蒸发器，或者控制压缩机的排气口同时连通所述冷凝器和进入化霜模式的蒸发器。
16.作为本发明的进一步改进，上述步骤s3中，所述储液器中的制冷剂液体的量不能满足制冷模式的需求时，控制压缩机的排气口同时连通所述冷凝器和进入化霜模式的蒸发器；
17.所述储液器中的制冷剂液体的量能满足制冷模式的需求时，控制压缩机的排气口与进入化霜模式的蒸发器连通。
18.作为本发明的进一步改进，当满足化霜条件的所述室内换热器的数量为n且所述室内换热器的总数量不大于2n时，控制所述压缩机的排气口连通进入化霜模式的所述室内换热器，所述压缩机排出的气体经过第一换向装置后进入满足化霜条件的所述室内换热器进行化霜，化霜后产生的气液混合物流向所述储液器内，与所述室外换热器流至所述储液器内的液体混合，流出所述储液器的混合后的制冷剂液体经分液后能流入制冷模式中的所述室内换热器进行蒸发，蒸发后的低温低压气体经汽液分离器分离后流入压缩机中以构成制冷循环系统。
19.作为本发明的进一步改进，当满足化霜条件的所述室内换热器的数量为n且所述室内换热器的数量不小于2n 1时，控制所述压缩机的排气口同时连通所述冷凝器和进入化霜模式的所述室内换热器，所述压缩机排出的部分气体流向所述室外换热器进行冷凝作用，剩余部分气体经第一换向装置进入满足化霜条件的所述室内换热器进行化霜，化霜后产生的气液混合物流向所述储液器内，与所述室外换热器流至所述储液器内的液体混合，流出所述储液器的混合后的制冷剂液体经分液后能流入制冷模式中的所述室内换热器进行蒸发，蒸发后的低温低压气体经汽液分离器分离后流入压缩机中以构成制冷循环系统。
20.作为本发明的进一步改进，所述制冷系统中的所有的所述室内换热器的换热面积相等。
21.作为本发明的进一步改进，当满足化霜条件的所述室内换热器的数量n为2时，满足化霜条件的所述室内换热器中的其中一个进入化霜模式，待其中一个所述室内换热器化霜完成后，允许另一个满足化霜条件的所述室内换热器进入化霜模式；
22.当满足化霜条件的所述室内换热器的数量n≥3时，允许满足化霜条件的所述室内换热器中的两个同时进入化霜模式，且待其中一个所述室内换热器化霜完成后，允许下一个满足化霜条件的所述室内换热器进入化霜模式。
23.作为本发明的进一步改进，两个所述室内换热器同时进入化霜模式的情况下，当检测到其中一个所述室内换热器的化霜温度小于另一所述室内换热器的化霜温度时，增加流向化霜温度较低的所述室内换热器所在的支路的流量，直至两个所述室内换热器的化霜温度相等。
24.一种制冷设备，包括上述的化霜控制方法。
25.作为本发明的进一步改进，所述制冷设备为冷库、冷柜或空调器。
26.本发明提供的制冷系统，将系统化霜后产生的高温高压的制冷剂气液混合物导入
至系统配备的储液器中，与室外换热器冷凝的高温高压制冷剂液体在储液器内部混合，使未完全冷凝的制冷剂气体完全冷凝，冷凝后的制冷剂液体经过分液头的分液，对高温高压的制冷剂液体进行重新分配流入处于制冷模式的室内换热器中进行蒸发，构成制冷循环。该制冷系统利用多个蒸发器进行轮换化霜，其中一个蒸发器温区化霜不影响其它温区的正常运行，且通过热气旁通化霜，化霜时间短，提高了化霜效率。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1是本发明实施例提供的制冷系统的结构示意图。
29.附图标记：1、压缩机；2、冷凝器；3、储液器；4、汽液分离器；5、第一蒸发器；6、第二蒸发器；7、第三蒸发器；8、第四蒸发器；9、分液头；10、第一冷媒管路；11、第二冷媒管路；12、第三冷媒管路；13、第四冷媒管路；14、第一电子膨胀阀；15、第二电子膨胀阀；16、第三电子膨胀阀；17、第四电子膨胀阀；18、第一三通换向阀；19、第二三通换向阀；20、第三三通换向阀；21、第四三通换向阀；22、第五三通换向阀；23、第一单向阀；24、第二单向阀；25、第三单向阀；26、第四单向阀；27、第五单向阀。
具体实施方式
30.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
31.参见图1，本发明提供了一种制冷系统，包括压缩机1、室外换热器(冷凝器2)、储液器3以及至少两个室内换热器(蒸发器)，其中，除霜模式下压缩机1的排气口能与待化霜的室内换热器相连通或者能同时与冷凝器2和待化霜的室内换热器相连通，室内换热器和室外换热器均与储液器3相连通且经由室内换热器化霜后产生的高温高压气液混合物能流至储液器3内以与冷凝器2流至储液器3内的高温高压制冷剂液体混合，储液器3内混合后的制冷剂液体能流入处于制冷模式的室内换热器中进行蒸发。
32.利用多个蒸发器进行轮换化霜，将系统化霜后产生的高温高压的制冷剂气液混合物导入至系统配备的储液器3中，与室外换热器冷凝的高温高压制冷剂液体在储液器3内部混合，使未完全冷凝的制冷剂气体完全冷凝，冷凝后的制冷剂液体经过分液头9的分液，对高温高压的制冷剂液体进行重新分配流入处于制冷模式的室内换热器中进行蒸发，构成制冷循环。解决了现有技术中化霜后的高温高压的制冷剂液体流向难以处理的问题，提高了化霜效率。
33.具体的，压缩机1的排气口通过第一换向装置与室外换热器和/或至少一个室内换热器相连通。每个室内换热器与室外换热器之间设置有对应的冷媒管路，每个冷媒管路上设置有电子膨胀阀，经由室外换热器冷凝为高温高压的制冷剂进入储液器3后流经分液器，
经分液器分液后通过对应分路的电子膨胀阀的调节流入室内换热器。每个室内换热器与第一换向装置之间设置有化霜管路，每个化霜管路上设置有第二换向装置，压缩机1排出的至少部分高温高压气体能经第一换向装置和第二换向装置流入对应的室内换热器进行化霜，化霜后产生的高温高压气液混合物流入储液器3。
34.作为本发明实施例可选地实施方式，第一换向装置和第二换向装置均为三通换向阀。第一换向装置采用三通换向阀，通过三通换向阀旁通压缩机1排出的高温高压制冷剂蒸汽，避免多个室内换热器利用四通阀换向时，由于流量过小造成的串气问题，流量过大造成的液击问题。
35.本发明还提供了一种采用上述制冷系统的化霜控制方法，包括以下步骤：
36.步骤s1：接收化霜指令；
37.步骤s2：按照化霜控制方案控制进入化霜模式的室内换热器的顺序；
38.步骤s3：控制压缩机1的排气口连通进入化霜模式的蒸发器，或者控制压缩机1的排气口同时连通冷凝器2和进入化霜模式的蒸发器。
39.上述步骤s3中，当储液器3中的高温高压制冷剂液体的量不能满足制冷模式的需求时，控制压缩机1的排气口同时连通冷凝器2和进入化霜模式的蒸发器；当储液器3中的高温高压制冷剂液体的量能满足制冷模式的需求时，控制压缩机1的排气口与进入化霜模式的蒸发器连通。
40.考虑到储液器3内的制冷剂液体的量不方便直观的看到，在制冷系统中的所有的室内换热器的换热面积相等的情况下，当满足化霜条件的室内换热器的数量为n且室内换热器的总数量不大于2n时，控制压缩机1的排气口连通进入化霜模式的室内换热器，压缩机1排出的高温高压气体经过第一换向装置后进入满足化霜条件的室内换热器进行化霜，化霜后产生的高温高压气液混合物流向储液器3内，与室外换热器流至储液器3内的高温高压液体混合，流出储液器3的混合后的制冷剂液体经分液后能流入制冷模式中的室内换热器进行蒸发，蒸发后的低温低压气体经汽液分离器4分离后流入压缩机1中以构成制冷循环系统。
41.当满足化霜条件的室内换热器的数量为n且室内换热器的数量不小于2n 1时，控制压缩机1的排气口同时连通冷凝器2和进入化霜模式的室内换热器，压缩机1排出的部分高温高压气体流向室外换热器进行冷凝作用，剩余部分高温高压气体经第一换向装置进入满足化霜条件的室内换热器进行化霜，化霜后产生的高温高压气液混合物流向储液器3内，与室外换热器流至储液器3内的高温高压液体混合，流出储液器3的混合后的制冷剂液体经分液后能流入制冷模式中的室内换热器进行蒸发，蒸发后的低温低压气体经汽液分离器4分离后流入压缩机1中以构成制冷循环系统。
42.其中，当满足化霜条件的室内换热器的数量n为2时，满足化霜条件的室内换热器中的其中一个进入化霜模式，待其中一个室内换热器化霜完成后，允许另一个满足化霜条件的室内换热器进入化霜模式；当满足化霜条件的室内换热器的数量n≥3时，允许满足化霜条件的室内换热器中的两个同时进入化霜模式，且待其中一个室内换热器化霜完成后，允许下一个满足化霜条件的室内换热器进入化霜模式。
43.对于两个室内换热器同时进入化霜模式的情况，当检测到其中一个室内换热器的化霜温度小于另一室内换热器的化霜温度时，增加流向化霜温度较低的室内换热器所在的
支路的流量，直至两个室内换热器的化霜温度相等。
44.下面结合图1中的具体实施例对本发明中的化霜控制方法进行详细说明。
45.如图1所示，本发明中的制冷系统包括压缩机1、冷凝器2(室外换热器)、储液器3、汽液分离器4以及四个蒸发器(室内换热器)，压缩机1的排气口通过第一三通换向阀18与冷凝器2连接，冷凝器2连通储液器3，储液器3中的制冷剂液体流经分液头9，通过分液头9对制冷剂液体进行均匀的分液，分液头9连接各个分路的冷媒管路，分别对应图1中的第一冷媒管路10、第二冷媒管路11、第三冷媒管路12和第四冷媒管路13，第一冷媒管路10、第二冷媒管路11、第三冷媒管路12和第四冷媒管路13上分别设置有第一电子膨胀阀14、第二电子膨胀阀15、第三电子膨胀阀16和第四电子膨胀阀17，第一冷媒管路10上远离分液头9的端部连接第一蒸发器5，第二冷媒管路11上远离分液头9的端部连接第二蒸发器6，第三冷媒管路12上远离分液头9的端部连接第三蒸发器7，第四冷媒管路13上远离分液头9的端部连接第四蒸发器8，第四蒸发器8与第一三通换向阀18之间的第四化霜管路上设置有第二三通换向阀19，第三蒸发器7与第一三通换向阀18之间的第三化霜管路上设置有第三三通换向阀20，第二蒸发器6与第一三通换向阀18之间的第二化霜管路上设置有第四三通换向阀21，第一蒸发器5与第一三通换向阀18之间的第一化霜管路上设置有第五三通换向阀22。也就是说，图1中的第一三通换向阀18就是前面所提及的第一换向装置，第二三通换向阀19、第三三通换向阀20、第四三通换向阀21和第五三通换向阀22就是前面所提及的第二换向装置。
46.正常制冷运行过程中，压缩机1排出的高温高压制冷剂气体流向冷凝器2，此时切换第一三通换向阀18关闭向下的支路。经由冷凝器2冷凝为高温高压的制冷剂，进入储液器3后流经分液头9，需要说明的是，储液器3在制冷时可以调节和稳定制冷剂的循环量；通过分液头9对制冷剂液体进行均匀的分液，经过各个分路的电子膨胀阀的调节流入对应分路的蒸发器进行蒸发，电子膨胀阀需要根据不同蒸发器常用的蒸发温度设置不同的初始步数，可使各个蒸发区间快速到达相对应的蒸发温度；通过蒸发器蒸发后再经过各个支路的单向阀(第一单向阀23、第二单向阀24、第三单向阀25、第四单向阀26)后将各个蒸发器得到的低温低压气体汇总，单向阀的使用是为了防止多个蒸发器蒸发压力有差别时，造成的倒流现象，低温低压的气液混合物能通过汽液分离器4分离制冷剂气体中携带的液滴，最后流入压缩机1中构成制冷循环系统。
47.化霜运行过程中，当有一台蒸发器满足化霜条件时，切换第一三通换向阀18，开启向右和向下的支路，压缩机1排出的高温高压制冷剂气体经过第一三通换向阀18，一部分流向冷凝器2进行冷凝作用，另一部分经过第一三通换向阀18向下流经第五三通换向阀22后进入第一蒸发器5进行化霜，此时第一电子膨胀阀14关至0b，经由第五单向阀27将系统化霜后产生的高温高压的制冷剂气液混合物经导入至系统配备的储液器3中，与冷凝器2留出的高压制冷剂液体混合，使未完全冷凝的制冷剂气体完全冷凝，储液器3中的混合后的制冷剂液体流经分液头9，通过分液头9对制冷剂液体进行均匀的分液，经过未化霜的其他三个分路上的第二电子膨胀阀15、第三电子膨胀阀16和第四电子膨胀阀17的调节流入对应分路上的蒸发器进行蒸发，第二电子膨胀阀15、第三电子膨胀阀16和第四电子膨胀阀17根据设置的初始步数开始调大或调小至最合适的步数，经第二蒸发器6蒸发后的低温低压气体通过第二单向阀24后流向汽液分离器4，经第三蒸发器7蒸发后的低温低压气体通过第三单向阀25后流向汽液分离器4，经第四蒸发器8蒸发后的低温低压气体通过第四单向阀26后流向汽
液分离器4，各个蒸发器的低温低压的气体汇总，经由汽液分离器4的分离制冷剂气体中携带的液滴，最后流入压缩机1中构成制冷循环系统。当检测到第一蒸发器5的化霜温度较低时，切换第一三通换向阀18向下支路的流量按比例增加，待第一蒸发器5化霜结束后，第一电子膨胀阀14由0b直接开至初始步数，使第一蒸发器5对应的空间温度可以快速到达设定值。
48.当有两台蒸发器同时满足化霜进入条件时，允许此两台蒸发器进入化霜状态；例如，当第一蒸发器5和第二蒸发器6满足化霜条件时，切换第一三通换向阀18只开启向下的支路，压缩机1排出的高温高压气体，一部分经由第四三通换向阀21流向第二蒸发器6进行化霜，一部分经由第五三通换向阀22流向第一蒸发器5，切换第四三通换向阀21向右支路的流量开启，切换第五三通换向阀22向右支路的流量开启一半；当检测到第一蒸发器5的化霜温度小于第二蒸发器6的化霜温度时，切换第五三通换向阀22向右支路的流量按比例增加，直至检测到第一蒸发器5的化霜温度与第二蒸发器6的化霜温度相等；当检测到第一蒸发器5的化霜温度大于第二蒸发器6的化霜温度时，切换第四三通阀向右支路的流量按比例增加，直至检测到的第一蒸发器5的化霜温度等于第二蒸发器6的化霜温度；当检测到第一蒸发器5的化霜温度等于第二蒸发器6的化霜温度时，维持第四三通换向阀21和第五三通换向阀22的开度不变。
49.当第一蒸发器5先退出化霜模式时，第一电子膨胀阀14由0b直接开至初始步数，使第一蒸发器5对应的空间温度可以快速到达设定值，第二蒸发器6继续化霜至满足化霜退出条件；当第二蒸发器6先退出化霜模式时，第二电子膨胀阀15由0b直接开至初始步数，使第一蒸发器5对应的空间温度可以快速到达设定值，第一蒸发器5继续化霜至满足化霜退出条件；当第一蒸发器5和第二蒸发器6同时退出化霜模式时，第一电子膨胀阀14和第二电子膨胀阀15均由0b直接开至初始步数，使第一蒸发器5和第二蒸发器6对应的空间温度可以快速到达设定值。
50.当有三台蒸发器同时满足化霜条件时，允许两台蒸发器进入化霜状态，待其中一台蒸发器化霜完成后，允许第三台蒸发器进入化霜；化霜的优先等级可以按照第一蒸发器5高于第二蒸发器6，第二蒸发器6高于第三蒸发器7，第三蒸发器7高于第四蒸发器8。
51.例如，当第一蒸发器5、第二蒸发器6和第三蒸发器7均满足化霜条件时，第一蒸发器5和第二蒸发器6先进行化霜，切换第一三通换向阀18只开启向下的支路，压缩机1排出的高温高压气体，一部分经由第四三通换向阀21流向第二蒸发器6进行化霜，一部分经由第五三通换向阀22流向第一蒸发器5化霜，切换第四三通换向阀21向右支路的流量开启，切换第五三通换向阀22向右支路的流量开启一半；当检测到第一蒸发器5的化霜温度小于第二蒸发器6的化霜温度时，切换第五三通换向阀22向右支路的流量按比例增加，直至检测到第一蒸发器5的化霜温度与第二蒸发器6的化霜温度相等；当检测到第一蒸发器5的化霜温度大于第二蒸发器6的化霜温度时，切换第四三通阀向右支路的流量按比例增加，直至检测到的第一蒸发器5的化霜温度等于第二蒸发器6的化霜温度；当检测到第一蒸发器5的化霜温度等于第二蒸发器6的化霜温度时，维持第四三通换向阀21和第五三通换向阀22的开度不变。
52.当第一蒸发器5先退出化霜模式时，第一电子膨胀阀14由0b直接开至初始步数，使第一蒸发器5对应的空间温度可以快速到达设定值，第二蒸发器6继续化霜至满足化霜退出条件，同时按照化霜控制方案控制第三蒸发器7进入化霜模式。
53.当第二蒸发器6先退出化霜模式时，第二电子膨胀阀15由0b直接开至初始步数，使第一蒸发器5对应的空间温度可以快速到达设定值，第一蒸发器5继续化霜至满足化霜退出条件，同时按照化霜控制方案控制第三蒸发器7进入化霜模式。
54.当第一蒸发器5和第二蒸发器6同时退出化霜模式时，第一电子膨胀阀14和第二电子膨胀阀15均由0b直接开至初始步数，使第一蒸发器5和第二蒸发器6对应的空间温度可以快速到达设定值。同时，第三蒸发器7单独进入化霜模式。
55.当有四台蒸发器同时满足化霜条件时，允许其中两台蒸发器先进入化霜模式，待其中一台蒸发器化霜完成后，允许下一台蒸发器进入化霜状态；最多允许两台蒸发器同时进入化霜状态，化霜的优先等级按照第一蒸发器5高于第二蒸发器6高于第三蒸发器7高于第四蒸发器8。
56.需要说明的是，当同时满足化霜条件的蒸发器过多时，储液器3中存储的高温高压制冷剂液体量过多，则需选用储液器3的容量过大，因此本实施例中有多台蒸发器同时满足化霜条件时，最多允许两台蒸发器同时进入化霜模式，另外，需要对满足化霜条件的蒸发器排一下优先等级，以保证化霜有序进行。
57.此外，本发明还提供了采用上述化霜控制方法的制冷设备，在一实施例中，制冷设备为冷库、冷柜或空调器。
58.以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。