制冷系统、包括该制冷系统的制冷设备及其控制方法

摘要

本发明属于制冷技术领域，提供了一种制冷系统、包括该制冷系统的制冷设备及其控制方法。本发明提供的制冷系统在不减小室内风量和室内蒸发器的面积的情况下，仅通过两个独立系统相互作用的运行方式，使冷媒在共用热交换器中进行热交换，提高此系统在蒸发前冷媒的显热量和潜热量，得到更大的制冷量和更低的蒸发温度，除湿能力得到提升，从而实现快速使两个空间中的其中一个空间或者同一个空间的一个局部区域快速制冷除湿的目的，有效减少制冷和除湿所需要的时间。

说明书

技术领域

本发明属于制冷技术领域，更具体地说，是涉及一种快速制冷除湿的制冷 系统、包括该制冷系统的制冷设备及其控制方法。

背景技术

通常，双系统制冷设备的两个系统都是各自独立运行，相互之间影响较小， 没有充分发挥双系统空调的特性，更有效的挖掘双系统空调的潜力。常用的除 湿方法有两种：一种除湿的方法就是通过控制室内风机的转速，降低室内空调 器的风量，使室内蒸发器的蒸发温度降低，从而达到较大的除湿量的做法。另 一种除湿的方法就是通过暂时的减小蒸发器的面积，使蒸发器内的冷媒流量增 大达到除湿的目的。第一种除湿方法能够有效除湿，但是通过降低风量除湿的 同时，室内的循环风量也跟着减小，这样房间内的湿度不能在短时间内快速的 除掉。第二种除湿方法也可以达到除湿的目的，但是暂时的减小蒸发器的面积 使制冷量也大幅度的降低，房间的温度也不能快速的降低下来。传统的除湿方 法有明显的缺陷，因此，本发明设计了这样一种可以快速制冷除湿的空调器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制冷系统、包括该制冷系统的制冷设备及其控 制方法，旨在提升系统在蒸发前冷媒的显热量和潜热量，从而快速提高制冷系 统的制冷量和除湿能力。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种制冷系统，包括共 用热交换器和分别与所述共用热交换器的第一侧和第二侧连接的第一冷媒循环 系统和第二冷媒循环系统；

所述第一冷媒循环系统包括第一压缩机、第一室外冷凝器与第一室外冷凝 风扇、第一系统第一节流阀、第一系统第二节流阀、第一系统第一电磁阀、第 一系统第二电磁阀、第一系统第三电磁阀、第一单向阀、第一室内蒸发器与第 一室内风扇、第一四通阀；

所述第一四通阀的四个接口分别与所述第一压缩机的出口及入口、所述第 一室外冷凝器的进口和所述第一室内蒸发器的出口连接，所述第一室外冷凝器 的出口分接有第一系统第一支路、第一系统第二支路、第一系统第三支路，所 述第一系统第一支路与所述第一系统第二支路汇合连接于所述共用热交换器的 第一侧入口，所述第一系统第三支路与所述第一室内蒸发器的入口相连接，所 述第一系统第一支路上设有所述第一系统第一电磁阀，所述第一系统第二支路 上沿冷媒流向顺次设有所述第一系统第二电磁阀和所述第一系统第一节流阀， 所述第一系统第三支路上沿冷媒流向顺次设有所述第一系统第三电磁阀和所述 第一系统第二节流阀，所述共用热交换器的第一侧出口通过一第一系统第四支 路连接于所述第一系统第三电磁阀与所述第一系统第二节流阀之间的管路，所 述第一系统第四支路上设有安装方向为由所述共用热交换器的第一侧出口流向 所述第一系统第三支路的所述第一单向阀；

所述第二冷媒循环系统包括第二压缩机、第二室外冷凝器、第二室外冷凝 风扇、第二系统第一节流阀、第二系统第二节流阀、第二系统第一电磁阀、第 二系统第二电磁阀、第二系统第三电磁阀、第二单向阀、第二室内蒸发器、第 二室内风扇、第二四通阀；

所述第二四通阀的四个接口分别与所述第二压缩机的出口及入口、所述第 二室外冷凝器的进口和所述第二室内蒸发器的出口连接，所述第二室外冷凝器 的出口分接有第二系统第一支路、第二系统第二支路、第二系统第三支路，所 述第二系统第一支路与所述第二系统第二支路汇合连接于所述共用热交换器的 第二侧入口，所述第二系统第三支路与所述第二室内蒸发器的入口相连接，所 述第二系统第一支路上设有所述第二系统第一电磁阀，所述第二系统第二支路 上沿冷媒流向顺次设有所述第二系统第二电磁阀和所述第二系统第一节流阀， 所述第二系统第三支路上沿冷媒流向顺次设有所述第二系统第三电磁阀和所述 第二系统第二节流阀，所述共用热交换器的第二侧出口通过一第二系统第四支 路连接于所述第二系统第三电磁阀与所述第二系统第二节流阀之间的管路，所 述第二系统第四支路上设有安装方向为由所述共用热交换器的第二侧出口流向 所述第二系统第三支路的所述第二单向阀。

可选地，所述共用热交换器为管翅式蒸发器或者板式换热器或者壳管式换 热器。

可选地，所述第一系统第一节流阀和/或所述第一系统第二节流阀和/或所述 第二系统第一节流阀和/或第二系统第二节流阀为电子膨胀阀和/或电磁阀和/或 毛细管组。

可选地，所述第一压缩机与所述第二压缩机为螺杆压缩机、涡旋压缩机、 转子压缩机、活塞压缩机中的一种或其组合。

本发明提供的制冷系统的有益效果在于：与现有技术相比，本发明制冷系 统不减小室内风量和室内蒸发器的面积，仅通过两个独立系统相互作用的运行 方式，使冷媒在共用热交换器中进行热交换，提高此系统在蒸发前冷媒的显热 量和潜热量，得到更大的制冷量和更低的蒸发温度，除湿能力得到提升，从而 实现快速使两个空间中的其中一个空间或者同一个空间的一个局部区域快速制 冷除湿的目的，有效减少制冷和除湿所需要的时间。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种制冷设备，包括主 板控制器和冷媒系统，所述冷媒系统为上述的制冷系统，所述第一系统第一电 磁阀、所述第一系统第二电磁阀、所述第一系统第三电磁阀、所述第二系统第 一电磁阀、所述第二系统第二电磁阀、所述第二系统第三电磁阀均与所述主板 控制器电连接且受所述主板控制器控制。

本发明提供的制冷设备的有益效果在于：由于采用了上述制冷系统，本发 明制冷设备制冷量大，除湿能力好，能够在不降低室内风量和减少室内蒸发器 面积的情况下实现快速制冷和除湿，大大减少制冷和除湿的时间。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种上述制冷设备的控 制方法，所述主板控制器控制所述第一系统第一电磁阀关闭、所述第一系统第 二电磁阀打开、所述第一系统第三电磁阀关闭，且所述主板控制器控制所述第 二系统第一电磁阀打开、所述第二系统第二电磁阀关闭、所述第二系统第三电 磁阀关闭。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供另一种上述制冷设备的 控制方法，所述主板控制器控制所述第二系统第一电磁阀关闭、所述第二系统 第二电磁阀打开、所述第二系统第三电磁阀关闭，且所述主板控制器控制所述 第一系统第一电磁阀打开、所述第一系统第二电磁阀关闭、所述第一系统第三 电磁阀关闭。

本发明提供的上述两种制冷设备的控制方法的有益效果在于：在只使用第 二冷媒循环系统或只使用第一冷媒循环系统制冷和热负荷较大的情况下，采用 上述两种控制方法进行制冷除湿，室内的风量并没有减小，室内蒸发器面积也 没有发生变化，只是通过双系统中两个独立系统的相互作用，提高了系统中冷 媒在蒸发前的显热量和潜热量，得到更大的制冷量和更低的蒸发温度，更加有 效的达到快速制冷除湿的目的，有效的减少除湿时所需要的时间。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供再一种上述制冷设备的 控制方法，所述主板控制器控制所述第一系统第一电磁阀关闭、所述第一系统 第二电磁阀打开、所述第一系统第三电磁阀打开，且所述主板控制器控制所述 第二系统第一电磁阀打开、所述第二系统第二电磁阀关闭、所述第二系统第三 电磁阀关闭。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供再一种上述制冷设备的 控制方法，所述主板控制器控制所述第二系统第一电磁阀关闭、所述第二系统 第二电磁阀打开、所述第二系统第三电磁阀打开，且所述主板控制器控制所述 第一系统第一电磁阀打开、所述第一系统第二电磁阀关闭、所述第一系统第三 电磁阀关闭。

本发明提供的上述两种制冷设备的控制方法的有益效果在于：在使用第一 冷媒循环系统和第二冷媒循环系统同时制冷和热负荷不大的情况下，采用上述 两种控制方法，室内的风量并没有减小，室内蒸发器面积也没有发生变化，只 是通过双系统中两个独立系统的相互作用，提高了系统中冷媒在蒸发前的显热 量和潜热量，得到更大的制冷量和更低的蒸发温度，更加有效的达到快速制冷 除湿的目的，有效的减少除湿时所需要的时间。

附图说明

图1为本发明实施例提供的制冷系统的原理结构示意图；

图2为本发明制冷设备的控制方法实施例一提供的控制原理结构示意图；

图3为本发明制冷设备的控制方法实施例二提供的控制原理结构示意图；

图4为本发明制冷设备的控制方法实施例三提供的控制原理结构示意图；

图5为本发明制冷设备的控制方法实施例四提供的控制原理结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白， 以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描 述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，现对本发明提供的制冷系统进行说明。本发明制冷系统包括 共用热交换器10和分别与共用热交换器10的第一侧101和第二侧102连接的 第一冷媒循环系统1和第二冷媒循环系统2；

该第一冷媒循环系统1包括第一压缩机11、第一室外冷凝器121与第一室 外冷凝风扇122、第一系统第一节流阀131、第一系统第二节流阀132、第一系 统第一电磁阀141、第一系统第二电磁阀142、第一系统第三电磁阀143、第一 单向阀15、第一室内蒸发器16与第一室内风扇162、第一四通阀17；

其中，第一四通阀17的四个接口分别与第一压缩机11的出口及入口、第 一室外冷凝器121的进口和第一室内蒸发器16的出口连接，第一室外冷凝器 121的出口分接有第一系统第一支路111、第一系统第二支路112、第一系统第 三支路113，第一系统第一支路111与第一系统第二支路112汇合连接于共用 热交换器10的第一侧101入口，第一系统第三支路113与第一室内蒸发器16 的入口相连接，第一系统第一支路111上设有第一系统第一电磁阀141，第一 系统第二支路112上沿冷媒流向顺次设有第一系统第二电磁阀142和第一系统 第一节流阀131，第一系统第三支路113上沿冷媒流向顺次设有第一系统第三 电磁阀143和第一系统第二节流阀132，共用热交换器10的第一侧101出口通 过第一系统第四支路114连接于第一系统第三电磁阀143与第一系统第二节流 阀132之间的管路，第一系统第四支路114上设有安装方向为由共用热交换器 10的第一侧101出口流向第一系统第三支路113的第一单向阀15；

该第二冷媒循环系统2包括第二压缩机、第二室外冷凝器221、第二室外 冷凝风扇222、第二系统第一节流阀231、第二系统第二节流阀232、第二系统 第一电磁阀241、第二系统第二电磁阀242、第二系统第三电磁阀243、第二单 向阀25、第二室内蒸发器26、第二室内风扇262、第二四通阀27；

其中，第二四通阀27的四个接口分别与第二压缩机的出口及入口、第二室 外冷凝器221的进口和第二室内蒸发器26的出口连接，第二室外冷凝器221 的出口分接有第二系统第一支路211、第二系统第二支路212、第二系统第三支 路213，第二系统第一支路211与第二系统第二支路212汇合连接于共用热交 换器10的第二侧102入口，第二系统第三支路213与第二室内蒸发器26的入 口相连接，第二系统第一支路211上设有第二系统第一电磁阀241，第二系统 第二支路212上沿冷媒流向顺次设有第二系统第二电磁阀242和第二系统第一 节流阀231，第二系统第三支路213上沿冷媒流向顺次设有第二系统第三电磁 阀243和第二系统第二节流阀232，共用热交换器10的第二侧102出口通过第 二系统第四支路214连接于第二系统第三电磁阀243与第二系统第二节流阀 232之间的管路，第二系统第四支路214上设有安装方向为由共用热交换器10 的第二侧102出口流向第二系统第三支路213的第二单向阀25。

对于第一冷媒循环系统1，冷媒从第一压缩机11出口通过第一四通阀17 进入第一室外冷凝器121，经过第一室外冷凝器121后的冷媒可以进入三个支 路，即第一系统第一支路111、第一系统第二支路112、第一系统第三支路113； 冷媒通过第一系统第一支路111和第一系统第二支路112然后在共用热交换器 10的第一侧101的进口汇合，再从共用热交换器10的第一侧101的出口流经 第一单向阀15到第一系统第三支路113上的第一系统第三电磁阀143的出口， 然后通过第一系统第二节流阀132流入第一室内蒸发器161，流经第一室内蒸 发器161的冷媒经过第一四通阀17回到第一压缩机11，完成制冷循环过程。

对于第二冷媒循环系统2，冷媒从第二压缩机21的出口通过第二四通阀27 进入第二室外冷凝器221，经过第二室外冷凝器221后的冷媒可以进入三个支 路，即第二系统第一支路211、第二系统第二支路212、第二系统第三支路213； 冷媒通过第二系统第一支路211和第二系统第二支路212然后在共用热交换器 10的第二侧102的进口汇合，再从共用热交换器10的第二侧102的出口流经 第二单向阀25到第二系统第三支路213上的第二系统第三电磁阀243的出口， 然后通过第二系统第二节流阀232流入第二室内蒸发器261，流经第二室内蒸 发器261的冷媒经过第二四通阀27回到第二压缩机21，完成制冷循环过程。

第一压缩机11排出的高温高压气体，进入第一室外冷凝器121，通过第一 室外冷凝风扇122和室外空气进行热交换，冷媒变为高压的液体，高压的液体 进入第一系统第二电磁阀142、第一系统第一节流阀131，此时，第一系统第二 电磁阀142打开，第一系统第一电磁阀141关闭，第一系统第三电磁阀143关 闭，通过节流之后变成低温低压液体再进入共用热交换器10的第一侧101的进 口。第二压缩机21排出的高温高压气体，进入第二室外冷凝器221，通过第二 室外冷凝风扇222和室外空气进行热交换，冷媒变为高压的液体，高压的液体 通过第二系统第一电磁阀241进入共用热交换器10的第二侧102的进口。然后 根据需要控制各个电磁阀的通断，从而控制进入共用热交换器10的第一侧101 和第二侧102的冷媒在共用热交换器内部进行热交换，达到提高第二系统中冷 媒在蒸发前的显热量和潜热量的目的。

本发明提供的制冷系统可以不减小室内风量和室内蒸发器的面积，仅通过 两个独立系统的冷媒在共用热交换器中进行热交换，便能够提高此系统在蒸发 前冷媒的显热量和潜热量，得到更大的制冷量和更低的蒸发温度，除湿能力得 到提升，从而实现快速使两个空间中的其中一个空间或者同一个空间的一个局 部区域快速制冷除湿的目的，有效减少制冷和除湿所需要的时间。

作为上述方案的具体实施方式，共用热交换器10根据具体需要可以选用管 翅式蒸发器、或者板式换热器、或者壳管式换热器。

第一系统第一节流阀131、第一系统第二节流阀132、第二系统第一节流阀 231、第二系统第二节流阀232可以选用电子膨胀阀、或电磁阀、毛细管组中的 任意一种或者它们的任意组合。

第一压缩机11与第二压缩机可以根据需要选用螺杆压缩机、涡旋压缩机、 转子压缩机、活塞压缩机中的一种或其组合。

本发明还提供一种制冷设备（未图示）。该种制冷设备包括主板控制器和冷 媒系统，冷媒系统为上述的制冷系统，第一系统第一电磁阀141、第一系统第 二电磁阀142、第一系统第三电磁阀143、第二系统第一电磁阀241、第二系统 第二电磁阀242、第二系统第三电磁阀243均与主板控制器电连接且受主板控 制器控制。此处的制冷设备可以是空调，也可以是冰箱等，只要采用上述制冷 系统的设备，均在本发明的保护范围之内。

本发明提供的制冷设备，由于采用了上述制冷系统，本发明制冷设备制冷 量大，除湿能力好，能够在不降低室内风量和减少室内蒸发器面积的情况下实 现快速制冷和除湿，大大减少制冷和除湿的时间。

本发明还提供了上述制冷设备的控制方法。根据具体情况，对本发明控制 方法做如下详细说明。

在只使用其中一个冷媒循环系统制冷和热负荷较大的情况下，可以通过本 发明提供的控制方法实现上述制冷设备的快速制冷和除湿，参见以下具体实施 例一和实施例二：

实施例一

参阅图1和图2，图2为采用本发明控制方法实施例一提供的方案简化后 的冷媒循环系统原理图。

第一压缩机11排出的高温高压气体，进入第一室外冷凝器121，通过第一 室外冷凝风扇122和室外空气进行热交换，冷媒变为高压的液体，高压的液体 进入第一系统第二电磁阀142、第一系统第一节流阀131，此时，主板控制器控 制第一系统第一电磁阀141关闭、第一系统第二电磁阀142打开、第一系统第 三电磁阀143关闭，通过节流之后变成低温低压液体再流到共用热交换器10 的第一侧101的进口。而第二压缩机21排出的高温高压气体，进入第二室外冷 凝器221，通过第二室外冷凝风扇222和室外空气进行热交换，冷媒变为高压 的液体，高压的液体通过第二系统第一电磁阀241进入共用热交换器10的第二 侧102的进口。此时，主板控制器控制第二系统第一电磁阀241打开、第二系 统第二电磁阀242关闭、第二系统第三电磁阀243关闭。进入共用热交换器10 的第一侧101和第二侧102的冷媒在共用热交换器10的内部进行热交换，从而 提高了第二冷媒循环系统2中冷媒在蒸发前的显热量和潜热量，得到更大的制 冷量和更低的蒸发温度，达到快速制冷和除湿的目的。

实施例二

请参阅图1及图3，图3为采用本发明控制方法实施例二提供的方案简化 后的冷媒循环系统原理图。同上述实施例一中的原理，反之可以使第一冷媒循 环系统1达到快速制冷和除湿的目的，参见实施例二。

实施例二与实施例一的区别在于：在系统运行过程中，主板控制器控制第 二系统第一电磁阀241关闭、第二系统第二电磁阀242打开、第二系统第三电 磁阀243关闭，且主板控制器控制第一系统第一电磁阀141打开、第一系统第 二电磁阀142关闭、第一系统第三电磁阀143关闭。进入共用热交换器10的第 一侧101和第二侧102的冷媒在共用热交换器10的内部进行热交换，从而提高 了第一冷媒循环系统1中冷媒在蒸发前的显热量和潜热量，得到更大的制冷量 和更低的蒸发温度，达到快速制冷和除湿的目的。

然而，在采用第一冷媒循环系统1和第二冷媒循环系统2同时制冷和热负 荷不大的情况下，可以通过本发明的控制方法实现上述制冷设备的快速制冷和 除湿，参见以下具体实施例三和实施例四：

实施例三

请参阅图1和图4，图4为采用本发明控制方法实施例三提供的方案简化 后的冷媒循环系统原理图。

第一压缩机11排出的高温高压气体，进入第一室外冷凝器121，通过第一 室外冷凝风扇122和室外空气进行热交换，冷媒变为高压的液体，第一部分高 压的液体进入第一系统第二电磁阀142、第一系统第一节流阀131，另外第二部 分高压的液体通过第一系统第三电磁阀143，此时，主板控制器控制第一系统 第一电磁阀141关闭、第一系统第二电磁阀142打开、第一系统第三电磁阀143 打开，第一部分冷媒通过节流之后变成低温低压液体再进入共用热交换器10 的第一侧101的进口，在共用热交换器10内换热之后和另外第二部分高压液体 进入第一系统第三电磁阀143节流，然后进入第一室内蒸发器161进行蒸发制 冷。

第二压缩机21排出的高温高压气体，进入第二室外冷凝器221，通过第二 室外冷凝风扇222和室外空气进行热交换，冷媒变为高压的液体，高压的液体 通过第二系统第一电磁阀241进入共用热交换器10的第二侧102的进口。此时， 主板控制器控制第二系统第一电磁阀241打开、第二系统第二电磁阀242关闭、 第二系统第三电磁阀243关闭。进入共用热交换器10的第一侧101和第二侧 102的冷媒在共用热交换器10的内部进行热交换，从而提高了第二冷媒循环系 统2中冷媒在蒸发前的显热量和潜热量，得到更大的制冷量和更低的蒸发温度， 达到快速制冷和除湿的目的。

实施例四

请参阅图1及图5，图5为采用本发明控制方法实施例四提供的方案简化 后的冷媒循环系统原理图。同上述实施例三中的原理，反之可以使第一冷媒循 环系统1达到快速制冷和除湿的目的，参见实施例四。

实施例四与实施例三的区别在于：在系统运行过程中，主板控制器控制第 二系统第一电磁阀241关闭、第二系统第二电磁阀242打开、第二系统第三电 磁阀243打开，且主板控制器控制第一系统第一电磁阀141打开、第一系统第 二电磁阀142关闭、第一系统第三电磁阀143关闭。进入共用热交换器10的第 一侧101和第二侧102的冷媒在共用热交换器10的内部进行热交换，从而提高 了第一冷媒循环系统1中冷媒在蒸发前的显热量和潜热量，得到更大的制冷量 和更低的蒸发温度，达到快速制冷和除湿的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。