CN109000389B - 冷凝器及具备该冷凝器的制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冷凝器及具备该冷凝器的制冷系统，所述冷凝器用于制冷系统中，所述制冷系统包括分别用于多个室的多个制冷循环回路；所述冷凝器由多个散热面在投影方向相重叠、相互独立的冷凝器芯体组成，每个冷凝器芯体在散热面方向被分割成多个独立的部分，单个冷凝器芯体中的每个所述独立的部分连接于不同的制冷循环回路，且多个所述冷凝器芯体的连接于同一制冷循环回路中的部分在该制冷循环回路中为串联设置。根据本发明，可以实现各个制冷循环回路中冷凝器能力的最大化和各个制冷循环回路的制冷能力均一化。

Description

冷凝器及具备该冷凝器的制冷系统

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，具体涉及一种冷凝器及具备该冷凝器的制冷系统。

背景技术

使用冷藏运输车来运输冷冻或保鲜货物已经十分普及。冷藏运输车用冷冻机一般包括室外机和室内机，室内机主要包括蒸发器模块等，并且目前一个室外机配有一个制冷循环回路。

现有S/E（独立引擎）式冷冻机中，当发动机运转（ON），连续运转马达时，不可使压缩机停止运转（OFF），因而重复进行冷却-加温-冷却-加温的状态。在冷藏箱内具有多个冷冻冷藏室和多个蒸发器的情况下，需要在室外机中的冷凝器上安装三通阀等，即需要对制冷循环回路进行分歧处理。

如图1 所示，在冷藏运输车使用多个冷冻冷藏室的情况下，由于各冷冻冷藏室的温度带通常会有所不同，在一室的设定温度达到后，另一室的设定温度还没有达到的情况下，还必须使室外机（压缩机以及驱动源发动机等）一直运转。对于达到设定温度的室（假设为A室）在进行过冷运转，另一方面，由于其他的室在夺取A室的冷冻能力，从结果上来说，无法发挥全部的冷冻能力，无法独立进行温度控制，无法独立除霜。

为了避免以上问题，若在A室用的室内机上配备加温机能的话，虽然可以维持设定温度，但是在冷冻运转运行的同时进行加温，是非效率化的运转模式，即产生了另一个问题。

另一方面，在A室到达设定温度的情况下，虽然也可以仅关闭A室的室内机，让其他室的室内机单独继续运转，但是，为了确保制冷循环回路的可靠性，需要追加电磁阀，价格上涨的同时多室专用冷冻机与仅单室使用冷冻机的产品将无法共用，即又产生了一个问题。

此外，以往的车辆用冷冻机，由于一个室外机内只有一个制冷循环，故采用一片冷凝器芯体的构造。

而使用多个冷藏室的场合下，冷凝器分为上流侧冷凝器和下流侧冷凝器，采用并列搭载布置，会造成室外机整体尺寸大型化的问题。

另外，如果考虑采用串联布置多片冷凝器芯体的话，下流侧冷凝芯体会吸入受上流侧冷凝芯体影响的高温空气，造成不能充分发挥冷凝器能力及多片冷凝器能力低下的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以实现冷凝器能力的最大化的冷凝器及具备该冷凝器的制冷系统。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种冷凝器，所述冷凝器用于制冷系统中，所述制冷系统包括分别用于多个室的多个制冷循环回路；

所述冷凝器由多个散热面在投影方向相重叠、相互独立的冷凝器芯体组成，每个冷凝器芯体在散热面方向被分割成多个彼此互不相通的独立的部分，单个冷凝器芯体中的每个所述独立的部分分别连接于不同的制冷循环回路，且多个所述冷凝器芯体的连接于同一制冷循环回路中的部分在该制冷循环回路中为串联设置。

根据本发明，可以实现各个制冷循环回路中冷凝器能力的最大化和各个制冷循环回路的制冷能力均一化。

优选地，所述制冷系统包括两个制冷循环回路；所述冷凝器由两个散热面在投影方向相重叠、相互独立的冷凝器芯体组成，每个冷凝器芯体在散热面方向被上下分割或左右分割为第一部分和第二部分；第一制冷循环回路中的冷媒从第一冷凝器芯体的第一部分的一侧流入，并从第二冷凝器芯体的第一部分的所述一侧流出；第二制冷循环回路中的冷媒从第一冷凝器芯体的第二部分的所述一侧流入，并从第二冷凝器芯体的第二部分的所述一侧流出。

较佳为，所述第一冷凝器芯体相对于所述第二冷凝器芯体位于热交换空气流动方向的上游侧，且所述第一冷凝器芯体的第一部分与所述第二冷凝器芯体的第一部分在散热面投影方向相重叠，所述第一冷凝器芯体的第二部分与所述第二冷凝器芯体的第二部分在散热面投影方向相重叠。

亦可为，所述制冷系统包括两个制冷循环回路；所述冷凝器由两个散热面在投影方向相重叠、相互独立的冷凝器芯体组成，每个冷凝器芯体在散热面方向被上下分割或左右分割为第一部分和第二部分；第一制冷循环回路中的冷媒从第一冷凝器芯体的第一部分的一侧流入，并从第二冷凝器芯体的第二部分的所述一侧流出；第二制冷循环回路中的冷媒从第一冷凝器芯体的第二部分的所述一侧流入，并从第二冷凝器芯体的第一部分的所述一侧流出。

较佳为，所述第一冷凝器芯体相对于所述第二冷凝器芯体位于热交换空气流动方向的上游侧，且所述第一冷凝器芯体的第一部分与所述第二冷凝器芯体的第二部分在散热面投影方向相错开，所述第一冷凝器芯体的第二部分与所述第二冷凝器芯体的第一部分在散热面投影方向相错开。

还可以是，所述制冷系统包括两个制冷循环回路；所述冷凝器由两个散热面在投影方向相重叠、相互独立的冷凝器芯体组成，每个冷凝器芯体在散热面方向被上下分割或左右分割为第一部分和第二部分；第一制冷循环回路中的冷媒从第一冷凝器芯体的第一部分的一侧流入，并从第二冷凝器芯体的第一部分的所述一侧流出；第二制冷循环回路中的冷媒从第一冷凝器芯体的第二部分的另一侧流入，并从第二冷凝器芯体的第二部分的所述另一侧流出。

另一方面，本发明还提供了一种具备上述冷凝器的制冷系统，其中，多个制冷循环回路共用一个所述冷凝器。

由此可以减少室外机的构件数，降低成本，节省空间，且利于室外机内各个构件的布局与配置。

附图说明

图1是示出具有两个以上室的冷藏运输车的概要示意图；其中1a为具有一个冷冻室、一个冷藏室的冷藏运输车；1b、1c均为具有一个冷冻室、一个冷藏室和一个常温室的冷藏运输车；

图2是示出本发明一实施形态的制冷系统的制冷循环回路的示意图；

图3是本发明一实施形态的冷凝器的两片冷凝器芯体的示意图；

图4是本发明一实施形态的冷凝器中连接两片冷凝器芯体的支架的示意图；

图5是本发明另一实施形态的冷凝器整体结构及冷媒流动方向的示意图；

图6是本发明又一实施形态的冷凝器整体结构及冷媒流动方向的示意图；

图7是示出仅使一个制冷循环回路ON时温度状况的示意图；

图8是示出现有技术中冷凝器的示意图。

具体实施方式

为了最好地控制温度不同的多个室，本发明整体上采用一个室外机配有多个制冷循环回路的构造。

图1是示出具有不同温度带的多个室的冷藏运输车的概要示意图，其中1a为具有一个冷冻室、一个冷藏室的冷藏运输车；1b、1c为具有一个冷冻室、一个冷藏室和一个常温室的冷藏运输车；其中示出了室外机1。图1示出根据冷冻冷藏室数需搭载多个室内机，但是室外机一般都是一个，是可以对应多个室内机的结构。

本发明中，冷凝器用于冷藏运输车的制冷系统中，所述制冷系统包括分别用于多个室的多个制冷循环回路。该冷凝器由多个散热面在投影方向相重叠、相互独立的冷凝器芯体组成，每个冷凝器芯体在散热面方向被分割成多个独立的部分，单个冷凝器芯体中的每个所述独立的部分连接于不同的制冷循环回路，且多个所述冷凝器芯体的连接于同一制冷循环回路中的部分在该制冷循环回路中为串联设置。

下面结合附图2-7以用于具备两个室的冷藏运输车的制冷系统为例对本发明作进一步的详细说明。

图2是示出本发明一实施形态的制冷系统的制冷循环回路的示意图，其中示出了两个独立的制冷循环回路，它们可以有各自独立的运转模式。两个蒸发器模块7分别安装于两个室的各个室内机中，且设置在两个不同的制冷循环回路上。蒸发器模块7以外的部分布置于室外机1。

如图2所示，室外机1中包括：分别配置于两个制冷循环回路的两个压缩机5，配置于两个制冷循环回路且与各压缩机5分别连通以冷却被压缩的冷媒的冷凝器6，用于驱动两个压缩机5的发动机。此外，室外机1中还包括分别配置于两个制冷循环回路的其他冷冻部品，如油液分离器8、储液罐9、集液器10等。每个制冷循环回路中还设置有电磁阀，用于单独控制各制冷循环回路中制冷剂的流量。室内机中的蒸发器模块7与相应的制冷循环回路中的压缩机5和冷凝器6分别连通。

本发明一实施形态的制冷系统的室外机1还包括：在车辆停止时能接受外部电源的供给从而同时驱动各个制冷循环回路中的各压缩机5的备电电机。备电电机与发动机同样，是多个制冷循环回路公用的动力部件，例如可由ECU（电子控制单元）控制装置来进行控制。备电电机4还设有外接电源接口，当所述发动机2停止运转时，还可以通过外接电源被驱动，从而带动压缩机5及发电机3运转。该实施形态中，具备发动机模式，该模式下由发动机驱动压缩机，同时通过皮带带动备电电机，使得与备电电机连接的发电机运转从而给压缩机以外的部件供电；还具备备电模式，在车辆停止时备电电机接受外部电源的供给驱动压缩机5。

下面结合图2对本发明一实施形态的制冷系统中一个制冷循环回路进行说明。压缩机5压缩冷媒，被压缩的冷媒随后进入油液分离器8进行油液分离，分离后的液体冷媒进入冷凝器6，并由风扇11吹风进行散热。冷凝器6下游配置的冷冻阀控制该冷媒流路的开启关闭。储液罐9用于暂时存储冷媒。通过视液镜12可以对冷媒状态进行观察。冷媒随后流入室内机的蒸发器模块7，由蒸发器模块7分别对各室进行制冷。

由于具有独立的制冷循环回路，可以根据各个冷藏室的设定温度进行单独控制，实现保温箱空间的有效利用，实现互不影响的精确的温度控制，且可实现例如一室加温，一室冷冻/冷藏的运转，还可进行独立除霜等。

一实施形态中，两个压缩机5是由一台发动机2来驱动的，每个压缩机5设有电磁离合器，通过所述电磁离合器的开合单独切换所述压缩机5的运转或停止。也就是说，两个压缩机5为电磁离合器式压缩机，根据各自独立的制冷循环的运行状态可以分别控制两个压缩机5的启停（ON/OFF）。电磁离合器式压缩机具有体积小，易布局，成本低，可开关等优点。具体而言，ECU控制装置通过控制逻辑改变输出信号，控制压缩机的电磁离合器线圈是否供电来实现压缩机的ON/OFF。

两制冷循环系统中，由ECU控制装置来控制各系统的压缩机离合器、蒸发器风扇电机、阀件等互不影响的制冷循环回路内部件以完成制冷功能，并由ECU控制装置来控制发动机，备电电机，发电机等公用的动力部件来提供动力。两个回路的冷媒是相互独立的。

其中一个压缩机5被驱动或者两个压缩机5都被驱动时，发动机的转速能够根据控制逻辑规格的设定改变转动速度。具体而言，发动机可设高速，低速两档，当任一制冷循环回路处于高负荷状态时发动机切换至高转速，当两个制冷循环回路都处于低负荷状态时发动机切换至低转速。

此外，还可通过双离合器独立控制压缩机的ON/OFF，由此可以节省燃油费用。具体来说，现有技术的精确控温模式下，由于压缩机通过皮带直接连接在发动机上，压缩机本身只能随发动机启停，因发动机不能实现频繁的启停，故压缩机处于长时间运转状态，为了控温则不能让压缩机持续制冷，所以需要制冷制热交差运行。制热部分做的功将成为能源的浪费。通过采用可以进行ON/OFF独立控制的电磁离合器式压缩机的起停控制，不再需要制热，由此可以实现节能的效果。

在采用上述两个制冷循环回路的情况下，若按照现有技术采用串联布置多个冷凝器（参见图8），冷媒从前一片冷凝器左侧上部进入，然后从前一片冷凝器右侧下部流出，接着再从后一片冷凝器右侧上部流入，再从后一片冷凝器右侧下部流出，下流侧冷凝芯体会吸入受上流侧冷凝芯体影响的高温空气，导致散热不良，从而使两个制冷循环回路无法实现各自的良好控温。

因此，为了实现各循环中冷凝器能力的最大化和两个循环的能力均一化，并且使各个制冷循环回路实现各自的良好控温，本发明一实施形态的冷凝器中，作为构成部件的冷凝器芯体，采用上流侧芯体和下流侧芯体串联布置，并且单片芯体采用高度方向分割的构造。

在图3及图5-图6所示的实施形态中，可以使两个制冷循环回路共用一个冷凝器6。由此可以减少室外机的构件数，降低成本，节省空间，且利于室外机内各个构件的布局与配置。

图3是本发明一实施形态的冷凝器6的两片冷凝器芯体的示意图，两片冷凝器芯体分别在高度方向（即上下方向）上被分隔板13分隔，也就是说，每一片冷凝器芯体形成上下两部分的冷媒循环空间，上下两部分互不影响。

为了实现空气和冷媒热交换效率的最大化，热冷媒先进入散热条件较差的搭载在后方（更靠近室外机外壁）的冷凝器芯体里，再进入散热条件较好的搭载在前方（更远离室外机外壁）的冷凝器芯体里，从而保证冷凝器能力的最大化。另外，搭载在前方的冷凝器的上下两半散热条件均等，搭载在后方的冷凝器的上下两半散热条件均等，从而保证两个循环的能力均一化。

图3所示的实施形态中，第一制冷循环回路中的冷媒从后方冷凝器芯体上半部的一侧流入，并从前方冷凝器芯体上半部的同侧流出；第二制冷循环回路中的冷媒从后方冷凝器芯体下半部的另一侧流入，并从前方冷凝器芯体下半部的同侧流出。

图4是本发明一实施形态的冷凝器中连接两片冷凝器芯体的支架的示意图。a部位固定搭载在前方的冷凝器芯体，b部位固定搭载在后方的冷凝器芯体，c部位用于将整个冷凝器模块固定至冷冻机的主框架上，a、b、c三部分整体上形成为一体。当两块冷凝器芯体发生不同方向的热应力时主要由a部切口结构吸收，当两块冷凝器芯体发生同方向的热应力时主要由a部切口结构和c部开放结构共同吸收。具体而言，a部的切口结构，是两片垂直的钣金在相交的地方不进行焊接连接而保留切口，以达到吸收应力的目的。该支架可以回避应力集中，实现热应力有效吸收以及震动耐久。

图5是本发明另一实施形态的冷凝器整体结构及冷媒流动方向的示意图。该实施形态中，第一制冷循环回路中的冷媒从后方冷凝器芯体上半部的一侧流入，并从前方冷凝器芯体上半部的同侧流出冷凝器；第二制冷循环回路中的冷媒从后方冷凝器芯体下半部的所述一侧流入，并从前方冷凝器芯体下半部的同侧热交换后流出冷凝器。

图6是本发明又一实施形态的冷凝器整体结构及冷媒流动方向的示意图，还可以如图6所示，第一制冷循环回路中的冷媒从后方冷凝器芯体上半部的一侧流入，并从前方冷凝器芯体下半部的同侧流出冷凝器；第二制冷循环回路中的冷媒从后方冷凝器芯体下半部的所述一侧流入，并从前方冷凝器芯体上半部的同侧热交换后流出冷凝器。

为了使包含本冷凝器的制冷系统的制冷循环回路可以独立运行，可像图7一样，图7是示出仅使一个制冷循环回路（例如第一制冷循环回路）ON时温度状况的示意图。第二制冷循环回路不启动时，相应压缩机不工作，不会带来冷媒的循环，第一制冷循环回路的冷媒只会在接触冷风侧的冷凝器芯体内流动。后侧的冷凝器芯体不会受到前侧的冷凝器芯体的影响，可以实现后侧、前侧都可以跟低温空气实施热交换，可以提高冷凝器的能力。

本实施形态以在高度方向（即上下方向）上分割两个冷凝器芯体为例进行了说明，但也可以是在长度方向（即左右方向）上分割两个冷凝器芯体，亦可达到相同效果。

另外，本实施形态以独立的两个制冷循环回路为例进行了说明，但也可以是独立的三个以上的制冷循环回路等，可以根据冷藏室的个数进行设置。冷凝器的最优布置方式为全部直接迎风，不用前后叠放。但是例如，若内部空间小但希望实现三个以上制冷循环，则可以把冷凝器分隔为上中下三部分。

本技术领域技术人员可根据上述说明了解本发明的多种改良或其他实施形态。故上述说明应仅被解释为作为例示说明之用，其是为了向本技术领域技术人员示教执行本发明的最佳形态而提供。可在不脱离本发明的精神的情况下，实质性地变更其构造及功能中的一方或双方的细节。

Claims (2)

1.一种冷凝器，所述冷凝器用于制冷系统中，所述制冷系统包括分别用于两个室的两个制冷循环回路；其特征在于，

所述冷凝器由两个散热面在投影方向相重叠、相互独立的冷凝器芯体组成，每个冷凝器芯体在散热面方向被上下分割或左右分割成彼此互不相通的独立的第一部分和第二部分，单个冷凝器芯体中的所述独立的第一部分和第二部分分别连接于不同的制冷循环回路，且两个所述冷凝器芯体的连接于同一制冷循环回路中的部分在该制冷循环回路中为串联设置；

第一制冷循环回路中的冷媒从第一冷凝器芯体的第一部分的一侧流入，并从第二冷凝器芯体的第二部分的所述一侧流出；

第二制冷循环回路中的冷媒从第一冷凝器芯体的第二部分的所述一侧流入，并从第二冷凝器芯体的第一部分的所述一侧流出；

所述第一冷凝器芯体相对于所述第二冷凝器芯体位于热交换空气流动方向的上游侧，且所述第一冷凝器芯体的第一部分与所述第二冷凝器芯体的第二部分在散热面投影方向相错开，所述第一冷凝器芯体的第二部分与所述第二冷凝器芯体的第一部分在散热面投影方向相错开；

所述第一制冷循环回路和所述第二制冷循环回路可独立运行。

2.一种制冷系统，具备根据上述权利要求1所述的冷凝器，两个制冷循环回路共用一个所述冷凝器。

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