具体实施方式

为了可以更清楚地理解根据本申请的实施例的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对根据本申请的实施例进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，根据本申请的实施例的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解根据本申请的实施例，但是，根据本申请的实施例还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，根据本申请的实施例提供的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图4描述根据本申请提供的一些实施例。

如图1至图3所示，根据本申请第一方面的实施例提出了一种制冷系统10，包括压缩机100、蒸发器102、第一冷凝器104、第二冷凝器106和换向阀120。

压缩机100的进口端与蒸发器102的出口端连接。压缩机100的出口端与第一冷凝器104的进口端连接。第一冷凝器104的出口端与蒸发器102的进口端连接。由此，压缩机100、第一冷凝器104和蒸发器102这三者可以形成一个压缩制冷环路。即，制冷剂在蒸发器102中吸热蒸发成气体后，进入压缩机100。经压缩机100压缩成高温高压的气体后，再进入第一冷凝器104中。高温高压的气体在第一冷凝器104中散热降温，形成低温高压的液体。低温高压的液体再流入蒸发器102，重新吸热蒸发，使得与其换热的介质温度降低，完成一个压缩制冷循环过程。

在上述过程中，自然冷却循环可以不进行，也可以同时进行。具体而言，换向阀120具有第一接口、第二接口和第三接口。第一接口连接在压缩机100的出口端。第二接口连接在第二冷凝器106的进口端。第三接口连接在蒸发器102的出口端。第二冷凝器106的出口端则与蒸发器102的进口端连接。

如图2所示，在需要进行自然冷却循环时，换向阀120的第二接口和第三接口导通。这样，第二冷凝器106的进口端和蒸发器102的出口端连通。由于第二冷凝器106的出口端和蒸发器102的进口端连通，因此，第二冷凝器106和蒸发器102这两者可以形成一个自然冷却环路。制冷剂在蒸发器102中吸热蒸发，使得蒸发器102周围的介质温度降低，实现制冷。蒸发后的制冷剂气体流入第二冷凝器106，在第二冷凝器106中散热降温，第二冷凝器106周围的介质温度上升。降温后的制冷剂则再次流入蒸发器102，重新开始吸热升温，同时降低蒸发器102周围介质的温度，从而实现自然冷却的循环过程。可以理解，在第二冷凝器106的外界环境温度较低时，采用自然冷却的方式，可以显著提升自然冷却效率。

当然，在第二冷凝器106的外界环境温度较高，自然冷却效果不佳时，可以使第二冷凝器106也参与到压缩制冷循环中。具体而言，在第二冷凝器106需要参与到压缩制冷循环中时，换向阀120的第一接口和第二接口导通，使得第二冷凝器106的进口端和压缩机100的出口端连通。此时，第二冷凝器106和第一冷凝器104这两者为并联状态。制冷剂从压缩机100的出口端流出后，同时流向第一冷凝器104和第二冷凝器106。制冷剂在第一冷凝器104和第二冷凝器106中分别散热降温后，再分别从两个冷凝器流入蒸发器102中，在蒸发器102中吸热升温，并降低蒸发器102的外界环境温度，从而第一冷凝器104、第二冷凝器106一起参与到压缩制冷循环中。

根据本申请的实施例提供的制冷系统10，设置了第一冷凝器104和第二冷凝器106，其中，第一冷凝器104和压缩机100连接，并与蒸发器102可以形成一个压缩制冷环路。再通过第二冷凝器106和换向阀120的设置，使得第二冷凝器106可以单独和蒸发器102形成一个自然冷却环路，这样，制冷剂既可以通过压缩制冷环路进行制冷循环，也可以通过自然冷却环路进行制冷循环。另外，通过换向阀120的切换，使第二冷凝器106也可以参与到压缩制冷循环中，这样，就可以实现压缩制冷、自然冷却两种方式同时进行制冷循环。通过上述部件及其连接结构，不再需要设置中间换热介质和中间换热结构。制冷剂直接自然冷却，或者说直接风冷，有利于提升自然冷却的效率。在外界环境温度较高时，通过换向阀120的切换，第二冷凝器106又可以和第一冷凝器104一起参与压缩制冷循环，与第一冷凝器104分散散热降温，从而也可以提升在压缩制冷循环时的制冷效率。

另外，第二冷凝器106既能够参与压缩制冷循环，又可以参与自然冷却循环，有利于第二冷凝器106的充分利用，减少部件限制，浪费资源的情况。

一些实施例中，换向阀120为四通阀。例如二位四通阀、三位四通阀。或者换向阀120为三位三通阀、二位三通阀等等。

可以理解，由于采用了自然冷却的方式，本申请实施例的第一冷凝器104和第二冷凝器106这两者中，均可以采用翅片换热器。采用翅片换热器，大幅地增加了第一冷凝器104、第二冷凝器106的表面积，相应地就增加了换热面积。这样有利于大幅的提升换热效率。

当然，第一冷凝器104、第二冷凝器106并不仅限于采用翅片换热器。也可以是其它类型的换热器，两者可以相同，也可以不同。

例如，第一冷凝器104为翅片换热器，第二冷凝器106为浮头式换热器。或者，第一冷凝器104和第二冷凝器106均为浮头式换热器。或者，第一冷凝器104为板式换热器，第二冷凝器106为浮头式换热器。或者，第一冷凝器104为U形管板换热器，第二冷凝器106为板式换热器。又或者，第一冷凝器104为翅片换热器，第二冷凝器106为U形管板换热器，等等。

在上述实施例中，自然冷却和压缩制冷可以同时进行。即，第一冷凝器104参与压缩制冷，第二冷凝器106参与自然冷却。由于第一冷凝器104和第二冷凝器106这两者均与蒸发器102的进口端连接，则第一冷凝器104和第二冷凝器106之间也是连通的。这样就可能导致第一冷凝器104中流出的气液混合物中的高温气体流入第二冷凝器106而影响第二冷凝器106的换热效果。因此，在一些实施例中，制冷系统10还包括单向阀124。通过单向阀124的设置，可以限制第一冷凝器104中的气液混合物向第二冷凝器106中流动。

如图1所示，具体地，制冷系统10还包括第一管路140、第二管路142和单向阀124。第一管路140的一端与蒸发器102的进口端连接。第一管路140的另一端与第一冷凝器104的出口端连接。即蒸发器102的进口端通过第一管路140与第一冷凝器104的出口端连通。第二管路142的一端第一管路140连接，第二管路142的另一端与第二冷凝器106的出口端。单向阀124设置在第二管路142上。通过单向阀124的设置，可以限制第二管路142中的流体的流动方向，更明确地，单向阀124可以限制第一管路140中的流体经第二管路142流向第二冷凝器106。可以理解，单向阀124的进口端与第二冷凝器106的出口端连接，单向阀124的出口端与第一管路140连接。这样，在第一管路140中的流体，只能从第二冷凝器106的出口端向外流动，而不能流入第二冷凝器106内。这样，即使有少量第一冷凝器104中气液混合物进入了第二管路142，收到单向阀124的阻挡，使得这些气液混合物也不能流入第二冷凝器106中。

采用单向阀124来阻挡气液混合物进入第二冷凝器106，结构简单，部件数量少，也不需要进行专门的控制，使用方便，稳定性好。

进一步地，在第一管路140上还设有节流件108。通过设置节流件108，在压缩制冷循环时，第一冷凝器104或第二冷凝器106中的低温高压制冷剂可以变成低温低压液体，还可以调整蒸发器102的供液量，从而调整换热效果。

在上述任一项实施例中，制冷系统10包括多个第二冷凝器106。相应地，制冷系统10还包括多个第二管路142和多个单向阀124。每个第二冷凝器106的出口端均通过一个第二管路142连接至第一管路140上。每个第二管路142上均设有一个单向阀124。当然，换向阀120的数量也为多个。每个第二冷凝器106的进口端也都与一个换向阀120的第二接口连接。这样，通过多个第二冷凝器106以及与其配套的单向阀124、第二管路142、换向阀120等部件的设置，使得多个第二冷凝器106可以同时参与自然冷却，也可以分别参与自然冷却循环和制冷循环，或者同时参与制冷循环。

如图1所示，图1中示出了三个第二冷凝器106。当然，第二冷凝器106的数量并不仅限于三个，还可以更多，例如五个、八个等等，或者仅有两个、一个等等。

以下以三个第二冷凝器106为例进行说明。

如图1所示，制冷系统10中所有的冷凝器均参与压缩制冷循环。第一冷凝器104、节流件108、蒸发器102、压缩机100依次组成一个压缩制冷循环。即，制冷剂在蒸发器102中通过吸热蒸发，形成高温低压的气液混合物，流入压缩机100。经压缩机100压缩后，形成高温高压的气液混合物，一部分流入第一冷凝器104，并在第一冷凝器104中放热冷凝，形成低温高压的液体，在经第一管路140和节流件108，回流至蒸发器102，完成一个压缩制冷循环过程。同时，三个第二冷凝器106中，每一个第二冷凝器106的进口端所连接的换向阀120的第二接口，均与第一接口导通，使得压缩机100流出的高温高压的气体的另一部分，经换向阀120的第一接口、第二接口流入各个第二冷凝器106中，分别在各第二冷凝器106中放热降温，再经各个第二管路142、单向阀124流入第一管路140，与第一冷凝器104中流出的液体汇合，经节流件108节流后，再一起重新流入蒸发器102，形成整个制冷系统10的压缩制冷。

通过这多个第二冷凝器106的设置，使得制冷剂可以更为分散地进行放热降温，进一步地增大了制冷剂的散热面积，有利于更好地提升制冷剂的换热冷却效率。

如图2所示，在外界环境温度足够低时，制冷系统10可以完全采用自然冷却。在完全自然冷却时，压缩机100不运行，第一冷凝器104也不参与自然冷却。此时，每个换向阀120的第二接口和第三接口导通。相应地，每个第二冷凝器106的进口端均与蒸发器102的出口端导通。

可以理解，制冷系统10还包括多个第三管路144。每个第三管路144设置在蒸发器102和一个第二冷凝器106之间。每个第三管路144的一端与蒸发器102的进口端导通，每个第三管路144的另一端与第二冷凝器106的出口端导通。

进行自然冷却时，每个第二冷凝器106分别通过与其连接的第三管路144连通蒸发器102。这样，每个第二冷凝器106中放热降温后的液体都可以流入蒸发器102。

通过多个第三管路144的设置，便于各个第二冷凝器106分别与蒸发器102连通，互不干涉。更为重要的是，通过多个第三管路144的设置，使得各个第二冷凝器106可以各自独立地运行。

可以理解，一些实施例中，制冷系统10还包括多个控制阀122。每个控制阀122均设于一个第三管路144上。通过在第三管路144上设置控制阀122，便于控制每个第三管路144的启闭，从而可以确保各个第二冷凝器106独立运行。

具体而言，通过控制阀122的设置，并配合换向阀120的接口切换，可以使多个第二冷凝器106中，一部分参与自然冷却循环，另一部分参与压缩制冷循环。

如图3所示，示出的三个第二冷凝器106中，左侧第一个第二冷凝器106参与压缩制冷循环，而左侧第二个第二冷凝器106、左侧第三个第二冷凝器106参与了自然冷却循环。其中，左侧第一个第二冷凝器106上连接的换向阀120的第一接口和第二接口导通，使得压缩机100流出的制冷剂不仅可以流入第一冷凝器104，还可以经左侧第一个换向阀120，流入左侧第一个第二冷凝器106中。相应地，左侧第一个第二冷凝器106所连接的第三管路144上的控制阀122关闭，使得制冷剂只能从第二管路142经单向阀124流向第一管路140，与第一冷凝器104中流出的制冷剂汇合后，再流入蒸发器102，完成压缩制冷循环。

同时，左侧第二个、第三个第二冷凝器106，分别参与自然冷却循环。左侧第二个、第三个换向阀120，这两者的第二接口均和第三接口导通，相应地导通了左侧第二个、第三个第二冷凝器106的进口端和蒸发器102的出口端。此时，左侧第二个、第三个控制阀122全部开启，导通左侧第二个、第三个第三管路144，相应地，左侧第二个、第三个第二冷凝器106的出口端就和蒸发器102的进口端导通，这样，左侧第二个、第三个第二冷凝器106就通过各自连接的换向阀120、控制阀122与蒸发器102实现连通，从而实现自然冷却循环。

综上，通过多个第二冷凝器106及其配套控制阀122、换向阀120的设置，既能够实现制冷系统10的压缩制冷模式，也能实现制冷系统10的自然冷却模式，还能实现制冷系统10的混合制冷模式。并且，通过设置多个第二冷凝器106，使得制冷剂可以更为分散，一方面有利于增大制冷剂的散热面积，提升自然冷却效率。另一方面，由于设置了多个第二冷凝器106，还可以将多个第二冷凝器106分散设置，增大各自的间隔，减少每个第二冷凝器106周围环境中的热源，或者说将制冷系统10上的热源进行分散，并由于各自之间的间隔，使得每个第二冷凝器106都可以和更多的冷空气接触，进一步地提升自然冷却效率。

在上述实施例中，控制阀122为电磁阀。当然，控制阀122并不仅限于电磁阀。控制阀122还可以是蝶阀、球阀或者其他阀门，只要能够控制管路的通断即可。

需要指出，在另一些实施例中，部分第三管路144上可以不设置控制阀122。并且，不设置控制阀122的第二冷凝器106，相应地，也可以不为其设置第二管路142。这样，这部分第二冷凝器106，只需要通过换向阀120来控制其是否参与自然冷却。例如，对于这部分未设置第二管路142和控制阀122的第二冷凝器106，在需要参与自然冷却时，导通第二接口和第三接口，使其出口端直接和蒸发器102的进口端连通，而其进口端和蒸发器102的出口端直接连通，从而实现自然冷却。不需要参与自然冷却，或者外界环境温度高，只能进行压缩制冷时，这部分第二冷凝器106所连接的换向阀120各个接口断开，使得第二冷凝器106和其它部件的连接断开，不再参与自然冷却。

在上述任一项实施例中，制冷系统10具有室内侧和室外侧。制冷系统10的压缩机100和蒸发器102均设于室内侧。由于蒸发器102需要和室内的热源换热，为其降温，设置在室内侧，可以减小蒸发器102和室内热源之间的距离，提升换热降温效率。蒸发器102和压缩机100设置在室内侧，其主要通过压缩制冷，对环境的依赖小，设置在室内，同样有利于减少压缩机100和蒸发器102之间的距离，从而也可以在一定程度上提升换热降温效率，还可以通过管路长度的缩短而节省材料，提升施工安装的效率。进一步地，第一冷凝器104、第二冷凝器106设于室外侧。通过将第一冷凝器104、第二冷凝器106设置在室外侧，便于利用室外的低温和流动的空气，提升冷凝器中的制冷剂的放热效率，从而提升自然冷却的效率。

进一步地，在本申请的实施例中，自然冷却环路中，制冷剂的循环，主要依赖于重力和气流自身的特性完成循环。具体地，在制冷系统10的顶部到底部的方向上，第二冷凝器106的出口端到蒸发器102的底部的距离，大于蒸发器102的进口端到蒸发器102的底部的距离。或者说，第二冷凝器106的出口端的位置，要高于蒸发器102的进口端的位置。这样，制冷剂在第二冷凝器106中放热冷凝成液体后，可以在重力作用下，自然地向蒸发器102流动。而蒸发器102中吸热蒸发形成的高温制冷剂气体，则可以利用热气上升的原理，从较低位置的蒸发器102出口端，向较高位置的第二冷凝器106进口端流动，在第二冷凝器106中再次放热冷凝，从而完成自然冷却的循环。这样的结构，使得制冷系统10中不再需要设置驱动部件，既可以减少部件数量，又可以减少制冷系统10占用的空间，还可以节省能源，降低能耗。

可以理解，利用重力循环制冷剂，并不仅限于自然冷却循环中。在混合制冷模式下，第二冷凝器106的一部分，例如图3中左侧第一个第二冷凝器106，虽然参与了压缩制冷循环，但第二冷凝器106中的制冷剂，依然可以在重力作用下，流入蒸发器102中完成压缩制冷循环，而不需要压缩机100的驱动，从而节省能源，降低能耗。

在上述任一项实施例中，制冷系统10还包括气液分离器110和油分离器112。具体地，气液分离器110用于分离气液混合物中的气体和液体。气液分离器110的一端与压缩机100的进口端连接，气液分离器110的一端还与油分离器112连接。气液分离器110的另一端与蒸发器102的出口端连接。进一步地，油分离器112的进口端与气液分离器110的出口端连接，油分离器112的进口端还与压缩机100的出口端连接。油分离器112的出口端与第一冷凝器104的进口端连接。油分离器112的出口端还与换向阀120的第一接口连接。

如图4所示，根据本申请第二方面的实施例提供了一种制冷设备20，包括：如上述第一方面中任一项实施例的制冷系统10。

在该实施例中，通过采用上述任一项实施例的制冷系统10，从而具有了上述实施例的全部有益技术效果，在此不再赘述。

进一步地，制冷设备20还包括第一壳体和第二壳体。第一壳体用于容纳压缩机100、第一冷凝器104、蒸发器102等部件，以便于为压缩机100、第一冷凝器104和蒸发器102提供防护，减少各部件受到的干扰，提升压缩机100等部件工作的稳定性和安全性。

第二壳体用于容纳第二冷凝器106。第二壳体的数量可以是一个，一个第二壳体内容纳有多个第二冷凝器106。或者，第二壳体的数量是多个，每个第二壳体内容纳有一个第二冷凝器106。

通过第二壳体的设置，可以为第二冷凝器106提供防护，减少外界杂质、杂物的干扰，提升第二冷凝器106工作的稳定性和可靠性。第二壳体还可以用于支撑第二冷凝器106。

考虑到第二冷凝器106的散热需求，第二壳体上可以设置有多个开口。进一步地，第二壳体可以设置为框架结构，以便于提升第二冷凝器106表面的空气流动率，尽快带走第二冷凝器106表面的热量，从而提升自然冷却效率。

一些实施例中，制冷设备20还包括风机。风机设置在第二冷凝器106的一侧，以便于加快第二冷凝器106周围环境的空气流动，进一步地提升自然冷却效率。

制冷设备20包括中央空调、移动空调、家用空调中的任意一种。

根据本申请的一些具体实施例的制冷系统10，采用分体式直接自然冷却技术，通过自然冷却外机+中间连接管路+室内机的模式，在制冷剂的直接循环下，将自然冷却冷量直接传递到热源处，从而降低热源处温度，无中间换热环节，显著提升自然冷却效率。

根据本申请的具体实施例的制冷系统10，其自然冷却循环和压缩制冷循环可兼容并存，机组可单独运行压缩制冷循环，也可以压缩制冷循环与自然冷却循环同时制冷。或者也可以完全直接自然冷却。

根据本申请的具体实施例的制冷系统10，可大幅提升自然冷却能效，节能降耗，同时，整体结构更为简单，部件数量更少，占用空间也更小。

根据本申请具体实施例的制冷系统10，其第一冷凝器104、第二冷凝器106安装于室外。蒸发器102安装于室内，并与热源进行直接换热。第二冷凝器106、第一冷凝器104和蒸发器102通过管道进行连接，制冷剂在压缩机100、第一冷凝器104、第二冷凝器106以及蒸发器102内循环，第一冷凝器104、第二冷凝器106的安装位置高于蒸发器102。

如图1所示，压缩机100对制冷剂进行压缩后，高温高压制冷剂经过油分离器112、换向阀120后进入第一冷凝器104、第二冷凝器106中换热冷凝。其中，第一冷凝器104和第二冷凝器106均为翅片换热器。冷凝后的液态制冷剂经过节流后进入室内的蒸发器102，蒸发后回到压缩机100，完成一个压缩制冷循环。

如图2所示，直接自然冷却循环说明如下：换向阀120切换后，压缩机100不运行。蒸发器102内的高温蒸汽，经过换向阀120进入三个第二冷凝器106。制冷剂冷凝后，液态制冷剂在重力的作用下，经第三管路144，以及第三管路144上开启的控制阀122而回到蒸发器102内，完成一个直接自然冷却循环。

如图3所示，混合自然冷却循环说明如下：部分换向阀120切换。即左侧第一个换向阀120相对于图2进行了切换。压缩机100运行，蒸发器102内的高温蒸汽，经过换向阀120进入第一冷凝器104和左侧第一个第二冷凝器106。冷凝后，液态制冷剂在重力的作用下回到蒸发器102内，完成一个压缩制冷循环。同时，蒸发器102内的高温蒸汽经过左侧第二个、第三个换向阀120，进入对应的第二冷凝器106，也就是左侧第二个第二冷凝器106、左侧第三个第二冷凝器106，经过冷凝后，在重力的作用下，经开启的控制阀122回到蒸发器102内，完成自然冷却循环。在图3中，自然冷却循环和压缩制冷循环两种冷却模式同时进行。

在根据本申请的实施例中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在根据本申请的实施例中的具体含义。

根据本申请的实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“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，仅是为了便于描述根据本申请的实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对根据本申请的实施例的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于根据本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为根据本申请的优选实施例而已，并不用于限制根据本申请的实施例，对于本领域的技术人员来说，根据本申请的实施例可以有各种更改和变化。凡在根据本申请的实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在根据本申请的实施例的保护范围之内。