制冷系统及制冷机组的制作方法

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1.本技术涉及制冷设备技术领域，例如涉及一种制冷系统、制冷机组。

背景技术：

2.随着科技的不断发展与进步，制冷系统逐渐成为建筑环境设备、工厂生产设备或日常生活中的制冷设备等各个领域中。
3.目前，市面上的制冷系统主要是由压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器依次组成的闭环回路，冷媒在回路中循环以实现制冷的目的。
4.在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：
5.现有的制冷系统传热温差较大，不可逆程度较大，尤其是在温差较大的工况下运行时，制冷效率较低。

技术实现要素：

6.为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。
7.本公开实施例提供一种制冷系统及制冷机组，以提高制冷系统的制冷效率。
8.在一些实施例中，所述制冷系统包括：制冷主回路，由压缩机、冷凝器、第一节流装置和蒸发器依次连接构成的闭环回路；膨胀机，与所述压缩机通过传动轴传动连接；具有进液端、出液端和出气端，所述进液端通过管路连接于所述第一节流装置，所述出液端通过管路连接于所述蒸发器；第一连通管路，一端连接于所述闪蒸罐的出气端，另一端连接于所述膨胀机的进口端；第二连通管路，一端连接于所述膨胀机的出口端，另一端连接于所述闪蒸罐与所述蒸发器之间的管路。
9.在一些实施例中，还包括：第二节流装置，设置于所述闪蒸罐与所述第二连通管路的出液端之间。
10.在一些实施例中，还包括：流量阀，设置于所述第二连通管路的出液端与所述蒸发器之间。
11.在一些实施例中，还包括：检测模块，被配置为检测所述蒸发器的蒸发压力；控制模块，被配置为根据所述蒸发压力控制所述流量阀的开度。
12.在一些实施例中，还包括：干燥过滤器，设置于所述冷凝器的出液端，用于对经所述冷凝器流出的冷媒进行干燥和过滤。
13.在一些实施例中，还包括：气液分离器，设置于所述压缩机的回气端。
14.在一些实施例中，还包括：回气管路，设置于所述蒸发器的出液端与所述气液分离器之间。
15.在一些实施例中，还包括：旁通支路，一端连接于所述第二节流装置与所述第二连通管路的出液端之间的管路，另一端连接于所述压缩机与所述冷凝器之间的管路；第三节
流装置，设置于所述旁通支路。
16.在一些实施例中，所述第一节流装置为膨胀阀；和/或，所述第二节流装置为膨胀阀。
17.在一些实施例中，所述制冷机组包括上述的制冷系统。
18.本公开实施例提供的制冷系统及制冷机组，可以实现以下技术效果：
19.本公开实施例提供的制冷系统，通过设置闪蒸罐和膨胀机，闪蒸罐具有进液端、出液端和出气端，进液端通过管路连接于第一节流装置，出液端通过管路连接于蒸发器，膨胀机与压缩机通过传动轴传动连接。增设第一连通管路和第二连通管路，第一连通管路的一端连接于闪蒸罐的出气端，另一端连接于膨胀机的进口端；第二连通管路的一端连接于膨胀机的出口端，另一端连接于闪蒸罐与蒸发器之间的管路。
20.从闪蒸罐流出的冷媒分为两路，一路经第一连通管路流向膨胀机，冷媒在膨胀机中膨胀释放的能量转化为机械功通过传动轴传递给压缩机，从而降低了压缩机电机的功耗，降低系统的传热温差。
21.经膨胀机流出的冷媒通过第二连通管路汇入制冷主回路，与从闪蒸罐流出的冷媒混合后流入蒸发器，进而可以为蒸发器提供更多的冷媒量，提高蒸发器的制冷效率。
22.本公开实施例提供的制冷系统，通过闪蒸罐和膨胀机，可以有效地降低系统的传热温差，提高系统的制冷效率。
23.以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本技术。
附图说明
24.一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：
25.图1是本公开实施例提供的一个制冷系统的结构示意图；
26.图2是本公开实施例提供的一个制冷系统的冷媒流向示意图；
27.图3是本公开实施例提供的另一个制冷系统的结构示意图；
28.图4是本公开实施例提供的另一个制冷系统的结构示意图。
29.附图标记：
30.100：压缩机；101：气液分离器；102：回气管路；200：膨胀机；300：冷凝器；301：第一节流装置；302：干燥过滤器；400：闪蒸罐；401：第二节流装置；500：蒸发器；501：流量阀；600：第一连通管路；700：第二连通管路；800：旁通支路；801：第三节流装置。
具体实施方式
31.为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。
32.本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用
于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
33.本公开实施例中，术语“上”、“下”、“内”、“中”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本公开实施例及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本公开实施例中的具体含义。
34.另外，术语“设置”、“连接”、“固定”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开实施例中的具体含义。
35.除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。
36.本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，a/b表示：a或b。
37.术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，a和/或b，表示：a或b，或，a和b这三种关系。
38.需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开实施例中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
39.结合图1-4所示，本公开实施例提供一种制冷系统，包括制冷主回路、膨胀机200、闪蒸罐400、第一连通管路600和第二连通管路700，制冷主回路由压缩机100、冷凝器300、第一节流装置301和蒸发器500依次连接构成的闭环回路；膨胀机200，与压缩机100通过传动轴传动连接；闪蒸罐400，具有进液端、出液端和出气端，进液端通过管路连接于第一节流装置301，出液端通过管路连接于蒸发器500；第一连通管路600的一端连接于闪蒸罐400的出气端，另一端连接于膨胀机200的进口端；第二连通管路700的一端连接于膨胀机200的出口端，另一端连接于第二节流装置401与蒸发器500之间的管路。
40.根据热力学第二定律，热量不能自发的从低温物体传递到高温物体。因此，需要借助机械设备低温环境的热量传递至高温环境，也即对高温环境进行制冷降温。现有的机械设备中的制冷系统由压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器依次连接构成的闭环回路，冷媒在闭环回路中循环流动，以实现为高温环境制冷的目的。
41.而该制冷系统存在着传热温差较大，不可逆程度较高，尤其是在低温环境与高温环境之间的温差较大的情况下运行，该制冷系统的不可逆程度就越高，从而使得制冷效率不佳。
42.具体地，压缩机的电机驱动压缩机运行使低温低压的冷媒饱和气被绝热压缩后成为高温高压的冷媒过热气。高温高压的冷媒过热气流入冷凝器进行等压冷凝成为中压高温的冷媒过冷液。中压高温的冷媒过冷液经节流阀变成低温低压的冷媒气液混合物后流入蒸发器，经蒸发器蒸发成为低温低压的冷媒饱和气。低温低压的冷媒饱和气再次流入压缩机继续进行循环。
43.在此循环过程中，压缩机电机运行消耗的内能越高，会使压缩机自身的温度越高，从而使得压缩机的排气温度越高，也就使冷媒不容易被冷凝器冷凝，制冷效率随之降低。因此，现有的制冷系统在温差较大的环境下运行时，热机效率较低、传热温差较大以及不可逆程度较高，从而使得制冷系统的制冷效率较低。
44.基于此，本公开实施例提供的制冷系统，通过设置闪蒸罐400和膨胀机200，闪蒸罐400具有进液端、出液端和出气端，进液端通过管路连接于第一节流装置301，出液端通过管路连接于蒸发器500，膨胀机200与压缩机100通过传动轴传动连接。增设第一连通管路600和第二连通管路700，第一连通管路600的一端连接于闪蒸罐400的出气端，另一端连接于膨胀机200的进口端；第二连通管路700的一端连接于膨胀机200的出口端，另一端连接于第二节流装置401与蒸发器500之间的管路。
45.从闪蒸罐400流出的冷媒分为两路，一路经第一连通管路600流向膨胀机200，冷媒在膨胀机200中膨胀释放的能量转化为机械功通过传动轴传递给压缩机100，从而降低了压缩机电机的功耗。进一步地，压缩机100自身温度降低，进而有效地降低了压缩机100的排气温度，从而降低了制冷系统的传热温差，提高了制冷系统的制冷效率。
46.经膨胀机200流出的冷媒通过第二连通管路700汇入制冷主回路，与从闪蒸罐400流出的冷媒混合后流入蒸发器500，进而可以为蒸发器500提供更多的冷媒量，提高蒸发器500的制冷效率。
47.本公开实施例提供的制冷系统，通过闪蒸罐400和膨胀机200，可以有效地降低系统的传热温差，提高系统的制冷效率。
48.在本公开实施例中，制冷系统可应用于空调器、冰箱或者制冷机组等制冷设备，对此不做具体限定。
49.可选地，制冷系统还包括第二节流装置401，第二节流装置401设置于闪蒸罐400与第二连通管道的出液端之间。
50.通过在闪蒸罐400与第二连通管路700的出液端之间设置第二节流装置401，使从闪蒸罐400流出的冷媒经第二节流装置401的节流作用后，更有利于冷媒流入蒸发器500进行蒸发。
51.具体地，低温低压的冷媒饱和气流经压缩机100，经绝热压缩后成为高温高压的冷媒过热气。高温高压的冷媒过热气流经冷凝器300，经等压冷凝成中压高温的冷媒过冷液。中压高温的冷媒过冷液流经第一节流装置301后发生等焓膨胀变成次中温中压的冷媒气液混合物。
52.次中温中压的冷媒气液混合物流经闪蒸罐400，经闪蒸罐400分离出气相和液相两部分，分别处于次中温中压的饱和气和次中温中压的饱和液状态。
53.其中，次中温中压的饱和液流经第二节流装置401后发生等焓膨胀变成低温低压的冷媒气液混合物后进入蒸发器500，在蒸发器500等压蒸发成低温低压的冷媒饱和气，低温低压的冷媒饱和气流入压缩机100再被压缩机100绝热压缩，即冷媒继续进行循环制冷。
54.而闪蒸罐400的次中温中压的饱和气经过第一连通管路600进入膨胀机200，经绝热膨胀后变成低温低压的冷媒气液混合物。低温低压的冷媒气液混合物通过第二连通管路700流入制冷主回路，与从第二节流装置401流出的低温低压的冷媒气液混合物相混合后进入蒸发器500。
55.通过第二连通管路700为蒸发器500提供更多的冷媒量，进而能够提高蒸发器500的制冷效率。
56.可选地，制冷系统还包括流量阀501，流量阀501设置于第二连通管路700的出液端与蒸发器500之间。
57.流入蒸发器500的液态冷媒经蒸发器500的蒸发后变成气态冷媒，气态冷媒流入压缩机100进行压缩。
58.如果流入蒸发器500的冷媒量过少，会使蒸发器500闲置出部分蒸发空间，该部分空间面积将会成为蒸发器500气体的加热器，使气态冷媒过热，从而使压缩机100的吸气温度和排气温度升高。在压缩机100的吸气温度和排气温度升高的情况下，会造成制冷系统的传热温差变大，从而会降低制冷系统的制冷效果。
59.如果流入蒸发器500的冷媒量过多，会使蒸发器500内充满冷媒，而由于流入蒸发器500的冷媒量逐渐增多。这样，一方面，由于蒸发器500的换热能力有限，流入蒸发器500的冷媒不能全部被蒸发成为气态冷媒，进而可能会使部分冷媒流入压缩机100，从而对压缩机100造成液体冲击，对压缩机100造成损坏。另一方面，流入蒸发器500的冷媒量过多，还会造成蒸发器500容易结霜，从而降低制冷效果。
60.而本公开实施例提供的制冷系统，流入蒸发器500的冷媒包括从第二节流装置401流出的冷媒和从第二连通管路700汇入的冷媒。进而通过在第二连通管路700的出液端与蒸发器500之间设置流量阀501，通过流量阀501的开度控制流入蒸发器500的冷媒量，能够有效的避免对压缩机100发生液击故障，从而在有效地保证了压缩机100的使用寿命的同时，还能够保证制冷系统的整体性能。
61.可选地，制冷系统还包括检测模块和控制模块，检测模块被配置为检测蒸发器500的蒸发压力；控制模块被配置为根据蒸发压力控制流量阀501的开度。
62.冷媒量过多或过少、蒸发器500所在环境温度的变化等因素都会引起蒸发器500蒸发压力的变化。而蒸发压力降低可能会使蒸发器500结霜，蒸发压力升高会影响制冷系统的制冷效率。
63.因此，通过设置检测模块检测蒸发器500的蒸发压力，控制模块根据检测模块检测到的蒸发压力控制流量阀501的开度。这样，根据蒸发压力灵活调节流量阀501的开度，进而有效地防止蒸发器500结霜，以及保证了制冷系统的制冷效率。
64.可选地，制冷系统还包括干燥过滤器302，干燥过滤器302设置于冷凝器300的出液端，用于对经冷凝器300流出的冷媒进行干燥和过滤。
65.由于在制冷循环过程中冷媒会有残留水分、固体粉末等杂志，这些杂质会造成节流装置的堵塞，从而影响制冷系统的正常运行。因此，为了防止杂质堵塞节流装置，需要在制冷系统中设置干燥过滤器302进行过滤。
66.通过在冷凝器300的出液端设置干燥过滤器302，在冷媒经第一节流装置301进行分流之前就对冷媒进行过滤，有效地避免了因堵塞第一节流装置301导致制冷系统无法正常运行的问题。
67.可选地，制冷系统还包括气液分离器101，气液分离器101设置于压缩机100的回气端。
68.由于从蒸发器500流出的气态冷媒中可能会含有液态冷媒，而液态冷媒会对压缩
机100造成液击故障。因此，通过在压缩机100的回气端设置气液分离器101，将从蒸发器500流出的冷媒经气液分离器101的气液分离。通过气液分离器101分离并容纳可能含有的部分液态冷媒，进而防止液态冷媒流入压缩机100，从而有效地避免对压缩机100发生液击故障。在有效地保证了压缩机100的使用寿命的同时，还能够保证制冷系统的整体性能。
69.可选地，制冷系统还包括回气管路102，回气管路102设置于蒸发器500的出液端与气液分离器101之间。
70.通过增设回气管路102，有效地延长了冷媒从蒸发器500流入压缩机100的路径长度，进而可以有效地延长冷媒的换热时长，从而可以进一步地降低液击故障的发生，提高了制冷系统运行过程中的稳定性。
71.可选地，回气管路102呈螺旋状设置。
72.通过将回气管路102设置为螺旋状的形式，这样，可以有效地减小回气管路102的占用空间，从而能够在便于安装于制冷设备中的同时，还可以有效地减小制冷设备的体积。
73.可选地，制冷系统还包括旁通支路800和第三节流装置801，旁通支路800的一端连接于第二节流装置401与第二连通管路700的出液端之间的管路，另一端连接于压缩机100与冷凝器300之间的管路；第三节流装置801，设置于旁通支路800。
74.制冷系统在运行一段时间后，尤其是在较低温度下运行一段时间后，蒸发器500的表面会结一层霜，该霜层的存在会影响蒸发器500的冷量交换，从而降低了制冷系统的制冷效率。
75.具体地，蒸发器500将低温低压的冷媒气液混合物等压蒸发成低温低压的冷媒饱和气的过程为吸收热量，从而实现为蒸发器500所在环境降温的目的。
76.一方面，吸收热量需要有空气的流通，将温度较高的空气流经蒸发器500的表面，为蒸发器500提供热量的同时，降低流经蒸发器500表面的空气的温度。当温度较高的空气流经蒸发器500表面时，空气中的水分子会冷凝，进而在蒸发器500的表面产生冷凝水。当空气的流通量不足，蒸发器500的表面温度逐渐降低，从而使蒸发器500表面的冷凝水凝结成霜。
77.另一方面，在蒸发器500的所在环境温度较低的情况下，而蒸发器500还需要吸收热量时，蒸发器500本体的温度会更低，进而在空气流经蒸发器500表面时产生的冷凝水会很快地凝结成霜。而随着蒸发器500所在环境温度越低，蒸发器500表面的结霜速度随之加快。
78.此外，当冷媒量过少时，冷媒从蒸发器500的进口端开始被蒸发。由于冷媒量过少，冷媒无需流动至蒸发器500的出口端就可被完全蒸发，因此蒸发器500的进口端比出口端更容易结霜。
79.当冷媒量过多时，由于蒸发器500的换热能力有限，导致冷媒流动至蒸发器500的出口端才能被蒸发。因此，在冷媒量过多的情况下，蒸发器500的出口端比进口端更容易结霜。
80.蒸发器500结霜的原因还有蒸发器500内部出现脏堵，或者是压缩机100的效率低等，在此不一一列举。
81.基于此，通过设置旁通支路800，旁通支路800的一端连接于第二节流装置401与第二连通管路700的出液端之间的管路，另一端连接于压缩机100与冷凝器300之间的管路，将
经压缩机100流出的高温冷媒通过旁通支路800流入蒸发器500。采用这样的设置形式，可以有效地提高蒸发器500的温度，从而可以有效地避免蒸发器500结霜或者实现对蒸发器500的化霜。
82.通过在旁通支路800上设置第三节流装置801调节旁通支路800的冷媒流量。进而通过对第三节流装置801的开闭以及开度调节，实现对蒸发器500的化霜，以提高蒸发器500的冷量交换效率。
83.可选地，制冷系统还包括温度传感器，用于检测蒸发器500表面的实时温度；控制模块还被配置为根据蒸发器500表面的实时温度调节第三节流装置801的开度。
84.通过设置温度传感器检测蒸发器500的表面温度，当蒸发器500表面的实时温度低于预设温度的情况下，控制模块控制第三节流装置801的开启，从而防止蒸发器500表面结霜。
85.进一步地，控制模块根据实时温度与预设温度的温差大小调节第三节流装置801的开度，温差越大，调节第三节流装置801的开度随之增大，直至第三节流装置801完全开启。
86.当蒸发器500表面的实时温度等于或者高于预设温度的情况下，控制模块控制第三节流装置801关闭。
87.通过根据蒸发器500表面的实时温度灵活控制第三节流装置801的开闭以及开度调节，这样，可以有效地提高制冷系统的制冷效率。
88.可选地，第一节流装置301为膨胀阀；和/或，第二节流装置401为膨胀阀。
89.通过使第一节流装置301和第二节流装置401采用膨胀阀，膨胀阀在起到节流作用外，还可以根据对过热度或设定值等多项参数的检测和数据采集，控制自身的开度，从而使冷媒流量满足制冷系统负荷的要求。
90.这样，可以有效地提高制冷系统的制冷效果。
91.可选地，本公开实施例提供一种制冷机组，包括上述的制冷系统。
92.采用上述制冷系统的制冷机组，可以有效地降低系统的传热温差，提高系统的制冷效率。
93.以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开的实施例并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

技术特征：

1.一种制冷系统，其特征在于，包括：制冷主回路，由压缩机、冷凝器、第一节流装置和蒸发器依次连接构成的闭环回路；膨胀机，与所述压缩机通过传动轴传动连接；闪蒸罐，具有进液端、出液端和出气端，所述进液端通过管路连接于所述第一节流装置，所述出液端通过管路连接于所述蒸发器；第一连通管路，一端连接于所述闪蒸罐的出气端，另一端连接于所述膨胀机的进口端；第二连通管路，一端连接于所述膨胀机的出口端，另一端连接于所述闪蒸罐与所述蒸发器之间的管路。2.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，还包括：第二节流装置，设置于所述闪蒸罐与所述第二连通管路的出液端之间。3.根据权利要求2所述的制冷系统，其特征在于，还包括：流量阀，设置于所述第二连通管路的出液端与所述蒸发器之间。4.根据权利要求3所述的制冷系统，其特征在于，还包括：检测模块，被配置为检测所述蒸发器的蒸发压力；控制模块，被配置为根据所述蒸发压力控制所述流量阀的开度。5.根据权利要求2所述的制冷系统，其特征在于，还包括：干燥过滤器，设置于所述冷凝器的出液端，用于对经所述冷凝器流出的冷媒进行干燥和过滤。6.根据权利要求2所述的制冷系统，其特征在于，还包括：气液分离器，设置于所述压缩机的回气端。7.根据权利要求6所述的制冷系统，其特征在于，还包括：回气管路，设置于所述蒸发器的出液端与所述气液分离器之间。8.根据权利要求2所述的制冷系统，其特征在于，还包括：旁通支路，一端连接于所述第二节流装置与所述第二连通管路的出液端之间的管路，另一端连接于所述压缩机与所述冷凝器之间的管路；第三节流装置，设置于所述旁通支路。9.根据权利要求2至8任一项所述的制冷系统，其特征在于，所述第一节流装置为膨胀阀；和/或，所述第二节流装置为膨胀阀。10.一种制冷机组，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的制冷系统。

技术总结

本申请涉及制冷设备技术领域，公开一种制冷系统，包括制冷主回路，由压缩机、冷凝器、第一节流装置和蒸发器依次连接构成的闭环回路；膨胀机，与压缩机通过传动轴传动连接；闪蒸罐，具有进液端、出液端和出气端，所述进液端通过管路连接于所述第一节流装置，所述出液端通过管路连接于所述蒸发器；第二连通管路，一端连接于膨胀机的出口端，另一端连接于闪蒸罐与蒸发器之间的管路。本申请公开的制冷系统，可以有效地提高制冷系统的制冷效率。本申请还公开一种制冷机组。一种制冷机组。一种制冷机组。