[发明专利]制冷系统、复叠式制冷系统及其控制方法

说明书

本发明提供一种用于热交换系统的储液器，其包括：储液器壳体，其上设置进气口、出气口与进液口；以及降温换热器，其内置于所述储液器壳体中；其中，所述降温换热器依次包括进口端、主体部分及出口端；所述降温换热器进口端连接至所述储液器壳体上的进气口；且所述降温换热器出口端布置成高于所述储液器中的冷媒工作液位。如此设计使得进入储液器中的高温气态冷媒可在降温换热器的引导下充分与储液器内的低温液态冷媒进行热交换，从而在其离开储液器之前得到充分的冷却，进而可在下游的蒸发冷凝器中得到进一步的冷却。如此一方面确保了制冷系统的性能，另一方面还降低了其下游的蒸发冷凝器的工作负担，大大提高其使用寿命。

技术领域

本发明涉及对制冷系统的改进，更具体而言，其涉及制冷系统的零部件改进及对应的控制方法。

背景技术

复叠式制冷系统为在工业应用或大型商用应用中较为常见的一类制冷系统。其通常由两个单独的制冷系统组成，也即高温级及低温级部分。高温级部分可使用中温冷媒，而低温级部分可使用低温冷媒。在系统运行中，将使高温级部分中的冷媒蒸发来用于使低温级部分中的冷媒冷凝，且通过同时接入两个制冷系统中的冷凝蒸发器将两个系统联系起来。该冷凝蒸发器既用作高温级部分中的蒸发器，又用作低温级部分中的冷凝器。低温级部分中的冷媒在蒸发器内向被冷却对象吸取热量（即制取冷量），并将此热量传给高温级部分中的冷媒，然后再由高温级部分中的冷媒将热量传给冷却介质（水或空气）。

本文中的图1示出了一种使用R134a作为中温冷媒并使用CO2作为低温冷媒的复叠式制冷系统100。其包括顺次连接的压缩机120、蒸发冷凝器130及用户终端140；并且还包括储液器110。其中，压缩机120的出口端连接至储液器110的进气口，并经由储液器110的出气口连接至蒸发冷凝器130的冷凝部分的进口端；蒸发冷凝器130的冷凝部分的出口端分别连接至用户终端140及储液器110的进液口。在工作过程中，在用户终端140完成供冷后的冷媒返回至压缩机120，经过压缩后的冷媒进入储液器110中，并与其中的液态冷媒换热，获得一定程度的冷却；经过一定程度冷却的冷媒从储液器110流入蒸发冷凝器130的冷凝部分，并与蒸发冷凝器130的蒸发部分换热，获得进一步的冷却；此后大部分冷媒重新流入用户终端140进行供冷；同时还存在另一部分液态冷媒返回并积存在储液器110，从而对经由压缩机120进入储液器110中的气态冷媒进行初步冷却。然而，虽然图1作为示例出现，但其与现有技术中其他常规的复叠式制冷系统100一样，均存在若干尚未克服的技术难题。例如，气态冷媒在这种现有技术中的储液器110能够得到的冷却程度相当有限，这将导致蒸发冷凝器130的冷凝部分中的冷媒及蒸发冷凝器130的蒸发部分中的冷媒之间存在极高且极其不稳定的复叠热交换温差（例如，甚至高达50K），这将会导致蒸发冷凝器的损坏。具体而言，考虑到蒸发冷凝器在制造过程中通常会采用钎焊，而对于此种制造工艺，若其中的工作温差长期处于40K以上和频繁波动，将会很快导致蒸发冷凝器外部及内部焊接处的疲劳老化损坏，从而影响设备的整体寿命及性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够充分冷却进入其中的气态冷媒的储液器。

本发明的目的还在于提供一种具有较低的冷凝器两侧的冷媒温差的制冷系统。

本发明的目的还在于提供一种具有较低的蒸发冷凝器的蒸发部分及冷凝部分之间的冷媒温差的复叠式制冷系统。

本发明的目的还在于提供一种能够控制冷凝器进口端的冷媒温度的控制方法。

本发明的目的还在于提供另一种能够调控冷凝器进口端的冷媒温度的控制方法。

为实现以上目的或其他目的，本发明提供以下技术方案。

根据本发明的一个方面，提供一种用于热交换系统的储液器，其包括：储液器壳体，其上设置进气口、出气口与进液口；以及降温换热器，其内置于所述储液器壳体中；其中，所述降温换热器依次包括进口端、主体部分及出口端；所述降温换热器进口端连接至所述储液器壳体上的进气口；且所述降温换热器出口端布置成高于所述储液器中的冷媒工作液位。