本實(shí)用新型涉及制冷技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種多級(jí)低溫制冷系統(tǒng)和多級(jí)低溫制冷裝置。

背景技術(shù)：

復(fù)疊式制冷系統(tǒng)，就是采用高沸點(diǎn)制冷劑承擔(dān)高溫段的制冷，中沸點(diǎn)制冷劑承擔(dān)中溫段的制冷，低沸點(diǎn)制冷劑承擔(dān)低溫段的制冷，最終獲得目標(biāo)制冷溫度。

雖然該制冷系統(tǒng)最終獲得的目標(biāo)制冷溫度較低，但是只能獲得一個(gè)目標(biāo)溫度，使用范圍十分有限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的主要目的是提供一種多級(jí)低溫制冷系統(tǒng)，旨在拓寬制冷系統(tǒng)的使用范圍。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出的多級(jí)低溫制冷系統(tǒng)包括多個(gè)逐級(jí)分布的制冷環(huán)路，每個(gè)制冷環(huán)路均包括壓縮機(jī)、第一蒸發(fā)器、冷凝器、第一節(jié)流裝置，且前一級(jí)制冷環(huán)路的第一蒸發(fā)器與后一級(jí)制冷環(huán)路的冷凝器臨近，并相互進(jìn)行熱交換；位于最末級(jí)制冷環(huán)路之前的制冷環(huán)路中的至少一個(gè)還具有第二蒸發(fā)器，所述第二蒸發(fā)器連接于該制冷環(huán)路的節(jié)流裝置與第一蒸發(fā)器之間。

優(yōu)選地，位于最末級(jí)制冷環(huán)路之前的每一制冷環(huán)路均具有所述第二蒸發(fā)器。

優(yōu)選地，具有所述第二蒸發(fā)器的制冷環(huán)路還包括第二節(jié)流裝置，所述第二節(jié)流裝置的輸入口與該制冷環(huán)路的第一節(jié)流裝置的輸出口連接，所述第二節(jié)流裝置的輸出口與該制冷環(huán)路的第二蒸發(fā)器的輸入口連接。

優(yōu)選地，所述第二節(jié)流裝置為截止閥。

優(yōu)選地，具有所述第二蒸發(fā)器的制冷環(huán)路還包括換熱管路，所述換熱管路的輸入口與所述第一節(jié)流裝置的輸出口連接，所述換熱管路的輸出口與所述第一蒸發(fā)器的輸入口連接。

優(yōu)選地，所述第一節(jié)流裝置為電子膨脹閥。

優(yōu)選地，所述制冷環(huán)路的個(gè)數(shù)為4。

本實(shí)用新型還提出一種多級(jí)低溫制冷裝置，該多級(jí)低溫制冷裝置包括如上所述的多級(jí)低溫制冷系統(tǒng)；所述多級(jí)低溫制冷系統(tǒng)包括多個(gè)逐級(jí)分布的制冷環(huán)路，每個(gè)制冷環(huán)路均包括壓縮機(jī)、第一蒸發(fā)器、冷凝器、第一節(jié)流裝置，且前一級(jí)制冷環(huán)路的第一蒸發(fā)器與后一級(jí)制冷環(huán)路的冷凝器臨近，并相互進(jìn)行熱交換；位于最末級(jí)制冷環(huán)路之前的制冷環(huán)路中至少一個(gè)所述制冷環(huán)路還具有第二蒸發(fā)器，所述第二蒸發(fā)器連接于該制冷環(huán)路的節(jié)流裝置與第一蒸發(fā)器之間。

本實(shí)用新型技術(shù)方案通過(guò)在至少一個(gè)制冷環(huán)路中設(shè)置第二蒸發(fā)器，使得多溫制冷系統(tǒng)至少能輸出兩種低溫，使用范圍廣。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖示出的結(jié)構(gòu)獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型多級(jí)低溫制冷系統(tǒng)一實(shí)施例的功能模塊示意圖；

圖2為本實(shí)用新型多級(jí)低溫制冷系統(tǒng)另一實(shí)施例的功能模塊示意圖。

附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明：

本實(shí)用新型目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

在本實(shí)用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。另外，各個(gè)實(shí)施例之間的技術(shù)方案可以相互結(jié)合，但是必須是以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)為基礎(chǔ)，當(dāng)技術(shù)方案的結(jié)合出現(xiàn)相互矛盾或無(wú)法實(shí)現(xiàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種技術(shù)方案的結(jié)合不存在，也不在本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。

本實(shí)用新型提出一種多級(jí)低溫制冷系統(tǒng)。

如圖1所示，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，該多級(jí)低溫制冷系統(tǒng)包括多個(gè)逐級(jí)分布的制冷環(huán)路500，每個(gè)制冷環(huán)路500均包括壓縮機(jī)10、第一蒸發(fā)器30、冷凝器20、第一節(jié)流裝置50，且前一級(jí)制冷環(huán)路500的第一蒸發(fā)器30與后一級(jí)制冷環(huán)路500的冷凝器20臨近，并相互進(jìn)行熱交換；位于最末級(jí)制冷環(huán)路500之前的制冷環(huán)路500中的至少一個(gè)還具有第二蒸發(fā)器40，第二蒸發(fā)器40連接于該制冷環(huán)路500的第一節(jié)流裝置50與第一蒸發(fā)器30之間。

當(dāng)多級(jí)低溫制冷系統(tǒng)處于工作狀態(tài)中時(shí)，具有第二蒸發(fā)器40的制冷環(huán)路 500中，壓縮機(jī)10的輸出口輸出氣態(tài)高溫高壓制冷劑至冷凝器20的輸入口，冷凝器20將氣態(tài)高溫高壓制冷劑進(jìn)行冷凝處理并在其輸出口輸出液態(tài)低溫高壓制冷劑，液態(tài)低溫高壓制冷劑經(jīng)過(guò)第一節(jié)流裝置50后變成氣液混合的低溫低壓制冷劑，氣液混合的低溫低壓制冷劑經(jīng)過(guò)第二蒸發(fā)器40后變成氣態(tài)高溫低壓制冷劑，氣態(tài)高溫低壓制冷劑經(jīng)過(guò)第一蒸發(fā)器30輸入至壓縮機(jī)10。此過(guò)程中，可通過(guò)第二蒸發(fā)器40獲得低溫。

末級(jí)制冷環(huán)路500和不具有第二蒸發(fā)器40的制冷環(huán)路500中，壓縮機(jī)10的輸出口輸出氣態(tài)高溫高壓制冷劑至冷凝器20的輸入口，冷凝器20將氣態(tài)高溫高壓制冷劑進(jìn)行冷凝處理并在其輸出口輸出液態(tài)低溫高壓制冷劑，液態(tài)低溫高壓制冷劑經(jīng)過(guò)第一節(jié)流裝置50后變成氣液混合的低溫低壓制冷劑，氣液混合的低溫低壓制冷劑經(jīng)過(guò)第一蒸發(fā)器30后變成氣態(tài)高溫低壓制冷劑輸入至壓縮機(jī)10。此過(guò)程中，對(duì)于末級(jí)制冷環(huán)路500，可通過(guò)第一蒸發(fā)器30獲得低溫。

可以理解的是，當(dāng)具有第二蒸發(fā)器40的制冷環(huán)路500中制冷劑的沸點(diǎn)發(fā)生改變時(shí)，通過(guò)第二蒸發(fā)器40獲得的低溫也將隨之改變。由于本實(shí)用新型提出多級(jí)低溫制冷系統(tǒng)包括末級(jí)制冷環(huán)路500及至少一個(gè)具有第二蒸發(fā)器40的制冷環(huán)路500，而末級(jí)制冷環(huán)路500中的第一蒸發(fā)器30或者任意一個(gè)第二蒸發(fā)器40都可以輸出一種低溫，因此，該多溫制冷系統(tǒng)至少可以獲得兩種低溫，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，拓寬了使用范圍。

此外，由于第一蒸發(fā)器30用于吸熱，而冷凝器20用于放熱，因此，將前一級(jí)制冷環(huán)路500的第一蒸發(fā)器30與后一級(jí)制冷環(huán)路500的冷凝器20臨近設(shè)置，使得前一級(jí)制冷環(huán)路500的第一蒸發(fā)器30與后一級(jí)制冷環(huán)路500的冷凝器20能夠配合使用，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，節(jié)省了系統(tǒng)成本。

本實(shí)用新型技術(shù)方案通過(guò)在至少一個(gè)制冷環(huán)路500中設(shè)置第二蒸發(fā)器40，使得多溫制冷系統(tǒng)至少能輸出兩種低溫，使用范圍廣。

優(yōu)選地，位于最末級(jí)制冷環(huán)路500之前的每一制冷環(huán)路500均具有第二蒸發(fā)器40。容易理解的是，具有第二蒸發(fā)器40的制冷環(huán)路500的個(gè)數(shù)越多，則多溫制冷系統(tǒng)能夠獲得越多的不同低溫。當(dāng)位于最末級(jí)制冷環(huán)路500之前的每一制冷環(huán)路500均具有第二蒸發(fā)器40時(shí)，多溫制冷系統(tǒng)能夠輸出的制冷 溫度最多，其使用范圍也最大。

值得一提的是，具有第二蒸發(fā)器40的制冷環(huán)路500還包括第二節(jié)流裝置60，第二節(jié)流裝置60的輸入口與該制冷環(huán)路500的第一節(jié)流裝置50的輸出口連接，第二節(jié)流裝置60的輸出口與該制冷環(huán)路500的第二蒸發(fā)器40的輸入口連接。

具體地，當(dāng)需要從具有第二蒸發(fā)器40的制冷環(huán)路500獲得低溫時(shí)，可將其中的第二節(jié)流裝置60打開(kāi)；當(dāng)不需要從具有第二蒸發(fā)器40的制冷環(huán)路500獲得低溫時(shí)，可將其中的第二節(jié)流裝置60關(guān)閉。如此，用戶可以對(duì)該多級(jí)低溫制冷系統(tǒng)進(jìn)行個(gè)性化操作，獲得用戶所需目標(biāo)溫度，進(jìn)一步拓寬了多溫制冷系統(tǒng)的使用范圍。

優(yōu)選地，第二節(jié)流裝置60為截止閥66。具體地，在某個(gè)具有第二蒸發(fā)器40的制冷環(huán)路500中，若用戶需要其中的第二蒸發(fā)器40輸出的制冷溫度降低，則可以加大截止閥66的開(kāi)啟程度；若用于需要其中的第二蒸發(fā)器60輸出的制冷溫度升高，則可以減小截止閥66的開(kāi)啟程度。如此，可以使得多級(jí)低溫制冷系統(tǒng)進(jìn)一步滿足用戶需求。

優(yōu)選地，具有第二蒸發(fā)器40的制冷環(huán)路500還包括換熱管路(如圖2所示的換熱管路)，換熱管路的輸入口與第一節(jié)流裝置50的輸出口連接，換熱管路的輸出口與第一蒸發(fā)器30的輸入口連接。

可以理解的是，對(duì)于第一蒸發(fā)器30，經(jīng)過(guò)其輸入口的制冷劑與經(jīng)過(guò)其輸出口的制冷劑之間的溫差越大，第一蒸發(fā)器30的吸熱效果越好。由于第一節(jié)流裝置50輸出的氣液混合的低溫低壓制冷劑經(jīng)過(guò)第二蒸發(fā)器40后會(huì)變成氣態(tài)高溫高壓制冷劑輸入至第一蒸發(fā)器30，因此，將第一節(jié)流裝置50的輸出口通過(guò)換熱管路連接至第一蒸發(fā)器30的出入口，可以使一部分氣液混合的低溫高壓冷凝劑經(jīng)過(guò)換熱環(huán)路輸入至第一蒸發(fā)器30，從而降低第一蒸發(fā)器30輸入口的制冷劑的溫度，增大第一蒸發(fā)器30輸入口與輸出口之間的冷凝劑的溫差，優(yōu)化第一蒸發(fā)器30的吸熱效果。

優(yōu)選地，第一節(jié)流裝置50為電子膨脹閥55。由于電子膨脹閥55具有節(jié)流功能，且在市場(chǎng)上易于購(gòu)得，因此，采用電子膨脹閥55作為第一節(jié)流裝置50，可以進(jìn)一步降低成本。

優(yōu)選地，制冷環(huán)路500的個(gè)數(shù)為4。具體地，當(dāng)制冷環(huán)路500的個(gè)數(shù)為4 時(shí)，第一制冷環(huán)路100用于高溫段制冷，第二制冷環(huán)路200用于中高溫段制冷，第三制冷環(huán)路300用于中低溫段制冷，第四制冷環(huán)路400用于低溫段制冷。如此，可以實(shí)現(xiàn)低溫的分層輸出，方便用戶使用。

以下，結(jié)合圖1至2，說(shuō)明本實(shí)用新型獲得多低溫的制冷系統(tǒng)的工作原理：

開(kāi)啟獲得多低溫的制冷系統(tǒng)。

第一制冷環(huán)路100中：壓縮機(jī)10輸出氣態(tài)高溫高壓制冷劑至冷凝器20，冷凝器20將氣態(tài)高溫高壓制冷劑進(jìn)行冷凝處理后輸出液態(tài)低溫高壓制冷劑，液態(tài)低溫高壓制冷劑經(jīng)過(guò)電子膨脹閥55后變成氣液混合的低溫低壓制冷劑。此后，氣液混合的低溫低壓制冷劑一部分經(jīng)過(guò)截止閥66和第二蒸發(fā)器40輸入至第一蒸發(fā)器30，另一部分直接輸入至第一蒸發(fā)器30，最后，第一蒸發(fā)器30輸出氣態(tài)高溫低壓制冷劑至壓縮機(jī)10。至此，完成了高溫段的制冷循環(huán)。

第二制冷環(huán)路200中：壓縮機(jī)10輸出氣態(tài)高溫高壓制冷劑至冷凝器20，冷凝器20將氣態(tài)高溫高壓制冷劑進(jìn)行冷凝處理后輸出液態(tài)低溫高壓制冷劑，液態(tài)低溫高壓制冷劑經(jīng)過(guò)電子膨脹閥55后變成氣液混合的低溫低壓制冷劑。此后，氣液混合的低溫低壓制冷劑一部分經(jīng)過(guò)截止閥66和第二蒸發(fā)器40輸入至第一蒸發(fā)器30，另一部分直接輸入至第一蒸發(fā)器30，最后，第一蒸發(fā)器30輸出氣態(tài)高溫低壓制冷劑至壓縮機(jī)10。至此，完成了中高溫段的制冷循環(huán)。

第三制冷環(huán)路300中：壓縮機(jī)10輸出氣態(tài)高溫高壓制冷劑至冷凝器20，冷凝器20將氣態(tài)高溫高壓制冷劑進(jìn)行冷凝處理后輸出液態(tài)低溫高壓制冷劑，液態(tài)低溫高壓制冷劑經(jīng)過(guò)電子膨脹閥55后變成氣液混合的低溫低壓制冷劑。此后，氣液混合的低溫低壓制冷劑一部分經(jīng)過(guò)截止閥66和第二蒸發(fā)器40輸入至第一蒸發(fā)器30，另一部分直接輸入至第一蒸發(fā)器30，最后，第一蒸發(fā)器30輸出氣態(tài)高溫低壓制冷劑至壓縮機(jī)10。至此，完成了中低溫段的制冷循環(huán)。

第四制冷環(huán)路400中：壓縮機(jī)10輸出氣態(tài)高溫高壓制冷劑至冷凝器20，冷凝器20將氣態(tài)高溫高壓制冷劑進(jìn)行冷凝處理后輸出液態(tài)低溫高壓制冷劑，液態(tài)低溫高壓制冷劑經(jīng)過(guò)電子膨脹閥55后變成氣液混合的低溫低壓制冷劑，氣液混合的低溫低壓制冷劑經(jīng)第一蒸發(fā)器30后變成氣態(tài)高溫低壓制冷劑輸入至壓縮機(jī)10。至此，完成了低溫段的制冷循環(huán)。

本實(shí)用新型還提出一種多級(jí)低溫制冷裝置，該多級(jí)低溫制冷裝置包括如上的多級(jí)低溫制冷系統(tǒng)，該多溫制冷系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)參照上述實(shí)施例，由于本多級(jí)低溫制冷裝置采用了上述所有實(shí)施例的全部技術(shù)方案，因此至少具有上述實(shí)施例的技術(shù)方案所帶來(lái)的所有有益效果，在此不再一一贅述。其中，多級(jí)低溫制冷系統(tǒng)包括多個(gè)逐級(jí)分布的制冷環(huán)路500，每個(gè)制冷環(huán)路500均包括壓縮機(jī)10、第一蒸發(fā)器30、冷凝器20、第一節(jié)流裝置50，且前一級(jí)制冷環(huán)路500的第一蒸發(fā)器30與后一級(jí)制冷環(huán)路500的冷凝器20臨近，并相互進(jìn)行熱交換；位于最末級(jí)制冷環(huán)路500之前的制冷環(huán)路500中至少一個(gè)制冷環(huán)路500還具有第二蒸發(fā)器40，第二蒸發(fā)器40連接于該制冷環(huán)路500的第一節(jié)流裝置50與第一蒸發(fā)器30之間。

需要說(shuō)明的是，該獲得多低溫的制冷裝置可以是空調(diào)器，也可以是電冰箱，此處不做限制。當(dāng)該獲得多低溫的制冷裝置為電冰箱時(shí)，可以用多個(gè)低溫環(huán)境用來(lái)冷凍/冷藏不同的物品，如細(xì)胞、病毒、名貴海鮮等，使用范圍廣泛。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是在本實(shí)用新型的發(fā)明構(gòu)思下，利用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接/間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域均包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。