具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的具有复叠式压缩制冷系统的制冷设备10的示意图。

制冷设备10可以为用于储存食材、药品、或者其他物品的家用小型制冷设备，例如，可以为冰箱，或冰柜。

虽然复叠式压缩制冷系统已经在大型制冷设备中有所涉及，然而，由于现有复叠式压缩制冷系统的运行噪声过大，能耗过高，导致现有技术中的复叠式压缩制冷系统一直无法应用于家用小型制冷设备。

本实施例的复叠式压缩制冷系统尤其适用于家用小型制冷设备10。

本实施例中的制冷设备10以冰箱为例。具有复叠式压缩制冷系统的制冷设备10可以为冰箱。

制冷设备10一般性地可包括：箱体110和设置于箱体110内的复叠式压缩制冷系统。其中，箱体110内还形成有用于存放物品的储物间室111。在本实施例中，储物间室111可以为多个，例如可以包括冷藏间室、冷冻间室(为普通冷冻间室)、变温间室和/或深冷间室。在另一些可选的实施例中，储物间室111可以为一个，例如，可以为深冷间室或变温间室。箱体110内还可以形成有用于安装蒸发器的多个蒸发器安装腔，蒸发器安装腔可以对应设置于储物间室111的背部、顶部、侧部或底部。

图2是根据本发明一个实施例的复叠式压缩制冷系统的示意图。

复叠式压缩制冷系统可以为两级复叠循环系统，也可以为三级复叠循环系统，或者四级复叠循环系统，在此对复叠级数不做具体限定。本实施例仅以具有两级复叠循环系统的复叠式压缩制冷系统进行示例，在此基础上，本领域技术人员应当完全有能力进行拓展。

复叠式压缩制冷系统可以包括：高温级制冷循环回路、低温级制冷循环回路，还可以进一步地包括：散热风机280和送风风机290。高温级制冷循环回路形成高温级制冷循环系统，低温级制冷循环回路形成低温级制冷循环系统。

高温级制冷循环回路，包括在其内部流通的第一制冷剂。高温级制冷循环回路还包括：高温级压缩机211、高温级冷凝器212和蒸发部231。蒸发部231，设置于高温级冷凝器212与高温级压缩机211吸入口之间；蒸发部231用于促使流经其的第一制冷剂吸收流经低温级制冷循环回路内的冷凝部232的第二制冷剂的热量。

低温级制冷循环回路，包括在其内部流通的第二制冷剂。低温级制冷循环回路内还设置有低温级压缩机251、冷凝部232、低温级节流装置255、低温级蒸发器256和热交换装置。

低温级节流装置255和低温级蒸发器256，设置于冷凝部232与低温级压缩机吸入口之间，并且低温级节流装置255设置于低温级蒸发器256的上游。低温级蒸发器256用于促使流经其的第二制冷剂吸收储物间室111中的热量，使得储物间室111降温。

冷凝部232可以设置于低温级压缩机251排出口与低温级蒸发器256之间，例如，可以设置于压缩机251排出口与低温级节流装置255之间。冷凝部232用于促使流经其的第二制冷剂与流经高温级制冷循环回路内的蒸发部231的第一制冷剂换热。

即，高温级制冷循环回路可以包括：高温级压缩机211、高温级冷凝器212、蒸发部231，低温级制冷循环回路可以包括：低温级压缩机251、冷凝部232、低温级节流装置255、低温级蒸发器256、热交换装置。

在一些可选的实施例中，冷凝部232和蒸发部231可以形成冷凝蒸发器。冷凝蒸发器可以为套管换热器，套管换热器是用两种尺寸不同的标准管相互套设连接而成同心圆套管，外面的通道叫壳程，内部的通道叫管程。两种不同介质可在壳程和管程内逆向流动(或同向)以达到换热的效果。蒸发部231可以为管程，冷凝部232可以为壳程。

热交换装置，其包括：放热部271和吸热部272。其中，放热部271，设置于冷凝部232与低温级节流装置255之间。吸热部272，设置于低温级蒸发器256与低温级压缩机251吸入口之间，吸热部272配置成促使流经其的第二制冷剂吸收流经放热部271的第二制冷剂的热量，如此设置，使第二制冷剂分多段进行冷凝，分多段进行蒸发，可使得流出冷凝部232的第二制冷剂在放热部271继续冷凝，从而使得流出放热部271的第二制冷剂能够实现充分冷凝，还使得流出低温级蒸发器256的第二制冷剂在吸热部272继续蒸发，在一定程度上降低了低温级压缩机251的压缩比，也能够减少或避免因吸气温度过低导致的冷量损失，提高制冷效率，避免低温级压缩机251吸入口附近发生凝露或结霜。

制冷剂，又称冷媒，通常以相变来完成能量转化，是在制冷设备10的制冷系统中进行循环流动的工作物质，其工作原理是：制冷剂在蒸发器内吸收被冷却物质的热量而蒸发，在冷凝器中将所吸收的热量传给周围的空气或者水，而被冷却为液体，往复循环，借助于状态的变化来达到制冷的作用。按常温下冷凝压力的大小和在大气压力下蒸发温度的高低划分，制冷剂可以大致划分为以下三大类：高温制冷剂、中温制冷剂和低温制冷剂。“高温级制冷循环回路”和“低温级制冷循环回路”中的“高温”和“低温”是相对而言的，相对而言，高温级制冷循环回路内所流经的第一制冷剂的蒸发温度高于低温级制冷循环回路内所流经的第二制冷剂的蒸发温度。

按照制冷剂的组成成分划分，制冷剂还可以大致划分为以下三类：纯工质制冷剂、共沸制冷剂和非共沸制冷剂。纯工质制冷剂，也叫单一制冷剂，是指由一种单组分物质形成的制冷剂。共沸制冷剂，由两种或两种以上互溶的单组分物质，在常温下按一定的质量比或容积比混合而成的制冷剂，它的性质与单一制冷剂的性质一样，在恒定的压力下具有恒定的蒸发温度，且气相和液相的组份液相同。非共沸制冷剂，由两种或两种以上相互不形成共沸溶液的单一制冷剂混合而成的溶液，溶液被加热时，在一定的蒸发压力下，较易挥发的组份蒸发的比例大，难挥发的组份蒸发的比例小，气、液两相的组成不相同，且制冷剂在蒸发过程中温度是变化的，在冷凝过程中也有类似的特性。

本实施例的第一制冷剂可以为中温制冷剂，第二制冷剂可以为低温制冷剂。

低温级制冷循环回路处于稳定运行状态下的高压侧绝对压力范围配置成2～11bar，低温级制冷循环回路处于稳定运行状态下的低压侧绝对压力范围配置成0.2～1.1bar。

其中，低温级制冷循环回路内的高压侧是指：在第二制冷剂的流动方向上，低温级制冷循环回路内的低温级压缩机251排出口与低温级节流装置255吸入口上游之间的部分。低温级制冷循环回路内的低压侧是指：在第二制冷剂的流动方向上，低温级制冷循环回路内的低温级节流装置255排出口下游与低温级压缩机251吸入口之间的部分。通常情况下，低温级制冷循环回路的高压侧绝对压力可以通过在靠近低温级压缩机251排出口下游的预设位置处检测得出，低温级制冷循环回路的低压侧绝对压力可以通过在靠近低温级压缩机251吸入口上游的预设位置处检测得出。在一些可选的实施例中，若低温级压缩机251带有用于直接连通低温级压缩机251内部低压腔体的工艺口，则上述低压侧绝对压力可以通过在工艺口处检测得出。

低温级制冷循环回路可以在开机启动一定时间后进入稳定运行状态。本实施例是通过低温级制冷循环回路的低压侧绝对压力大小来判断低温级制冷循环回路是否处于稳定运行状态。低温级制冷循环回路开机后，可以连续采集低温级制冷循环回路的低压侧绝对压力大小。若在第一设定时间内，低温级制冷循环回路的低压侧绝对压力大小的最高值与低温级制冷循环回路的低压侧绝对压力大小的平均值之间的比值小于第一预设比值，并且低温级制冷循环回路的低压侧绝对压力大小的最低值与低温级制冷循环回路的低压侧绝对压力大小的平均值之间的比值大于第二预设比值，则表明在该第一设定时间内的低温级制冷循环回路处于稳定运行状态下。其中，低温级制冷循环回路的低压侧绝对压力大小的平均值是指在第一设定时间内的低温级制冷循环回路的低压侧绝对压力大小的最高值与低温级制冷循环回路的低压侧绝对压力大小的最低值的算术平均值。第一设定时间可以为0.25～1h范围内的任意时间，例如，可以为0.25h，0.5h，或者1h，优选地，可以为0.25h或者0.5h。第一预设比值可以为1～1.2范围内的任意值，例如，可以为1，1.1，或者1.2，优选地，可以为1.1，第二预设比值可以为0.85～0.95范围内的任意值，例如可以为0.85，0.9或者0.95，优选地，可以为0.9。在本实施例中，可以在制冷设备10的储物间室111内投放试验包(GB/T8059)之后采集低温级制冷循环回路的低压侧绝对压力大小，从而监测低温级制冷循环回路的稳定运行状态。

由于低温级压缩机251的排气压力与低温级制冷循环回路的高压侧绝对压力对应设置，低温级压缩机251的吸气压力与低温级制冷循环回路的低压侧绝对压力对应设置，低温级制冷循环回路运行时，低温级压缩机251具有较低的吸气压力和较低的排气压力，能有效降低运行时产生的噪声，还能降低运行过程中的能耗，可以适用于家用小型制冷设备10。

低温级制冷循环回路处于稳定运行状态下的高压侧绝对压力范围可以配置成2～9bar，或者2～10bar。低温级制冷循环回路处于稳定运行状态下的高压侧绝对压力可以为2～11bar内的任意值，例如，可以为2bar，3bar，4bar，5bar，6bar，7bar，8bar，9bar，10bar或者11bar。

低温级制冷循环回路处于稳定运行状态下的低压侧最低绝对压力范围可以配置成0.2～0.8bar，或者0.2～0.6bar，或者0.2～0.5bar，或者0.2～0.4bar。

在一些可选的实施例中，低温级制冷循环回路处于稳定运行状态下的低压侧绝对压力的下限值的取值范围可以配置成0.2～0.8bar，或者0.2～0.6bar，或者0.2～0.5bar，或者0.2～0.4bar。

低温级制冷循环回路可以预设有多个制冷温度，例如制冷温度可以为但不限于，5℃，-5℃，-18℃，-40℃，-60℃或者-80℃。低温级制冷循环回路按照不同的制冷温度运行时均能达到各自的稳定运行状态。制冷温度不同，处于稳定运行状态下的低温级制冷循环回路的低压侧绝对压力则可以不同。低温级制冷循环回路处于稳定运行状态下的低压侧绝对压力在低温级制冷循环回路停机前的设定时间段内达到下限值。制冷温度不同，处于稳定运行状态下的低温级制冷循环回路的低压侧绝对压力的下限值则可以不同，但均可以处于0.2～0.8bar，或者0.2～0.6bar，或者0.2～0.5bar，或者0.2～0.4bar范围内。

低温级制冷循环回路处于稳定运行状态下的低压侧最低绝对压力可以为0.2～0.8bar范围内的任意值，例如，可以为0.2bar，0.3bar，0.4bar，0.5bar，0.6bar，0.7bar，或者0.8bar。

第二制冷剂在低温级制冷循环回路处于稳定运行状态下的低压侧的蒸发温度范围可以配置成-111～-35℃。第二制冷剂在低温级制冷循环回路内的低压侧的蒸发温度可以指第二制冷剂在低温级蒸发器256内的蒸发温度。第二制冷剂在低温级蒸发器256内的蒸发温度可达到-60℃以下、或者可达到甚至-80℃以下，能用于为家用小型制冷设备10中的储物间室111营造-60℃甚至-80℃左右的低温，提高了家用小型制冷设备10的保鲜能力。

在本实施例中，第二制冷剂在低温级制冷循环回路处于稳定运行状态下的低压侧的蒸发温度范围可以配置成-80～-35℃，或者-75～-40℃。

第二制冷剂可以为纯工质制冷剂或共沸制冷剂，第二制冷剂的标准沸点范围可以配置成-60～-30℃，或者-55～-35℃，或者-50～-35℃。例如，第二制冷剂可以为R22制冷剂(标准沸点可以为-40.8℃)，或者可以为R290制冷剂(标准沸点可以为-42.2℃)，或者可以为R404A制冷剂(标准沸点可以为-46.1℃)，或者可以为R1270(标准沸点可以为-47.7℃)，或者可以为R410A制冷剂(标准沸点可以为-51.4℃)，或者可以为R32(标准沸点可以为-51.7℃)。

低温级压缩机251可以为R600a压缩机。当将现有R600a压缩机应用于低温级制冷循环回路时，可以在R600a压缩机内更换为低温润滑油，过程简单，成本低廉。由于R600a压缩机具有较低的运行噪音和较高的能效，利用R600a压缩机与R290制冷剂相结合，可以降低低温级制冷循环回路的噪声，提高节能效果。

低温级压缩机251的型号并不限于此，只要具备上述工作性能均可作为低温级压缩机251。

例如，低温级制冷循环回路处于稳定运行状态下的高压侧绝对压力可以为3.022bar，低压侧绝对压力可以为0.368bar。第二制冷剂可以为R290制冷剂。第二制冷剂在低温级制冷循环回路内的高压侧的冷凝温度可以为-12.1℃，在低压侧的蒸发温度可以为-62.8℃，从而使得低温级制冷循环回路运行时可以为储物间室111营造-55℃左右的低温环境。低温级制冷循环回路处于稳定运行状态下的低压侧绝对压力还可以为0.287bar，此时第二制冷剂在低温级制冷循环回路内的低压侧的蒸发温度可以为-67.2℃，从而使得低温级制冷循环回路运行时可以为储物间室111营造-60℃左右的低温环境。

在一些可选的实施例中，低温级制冷循环回路处于稳定运行状态下的高压侧绝对压力可以为3.507bar，低压侧绝对压力可以为0.287bar。第二制冷剂可以为R1270制冷剂。

第二制冷剂在低温级制冷循环回路内的高压侧的冷凝温度可以为-16℃，在低压侧的蒸发温度可以为-72℃，从而使得低温级制冷循环回路运行时可以为储物间室111营造-65℃左右的低温环境。

在另一些可选的实施例中，第二制冷剂在低温级制冷循环回路处于稳定运行状态下的低压侧的蒸发温度范围还可以配置成-111～-50℃。

第二制冷剂可以为非共沸制冷剂，其中，第二制冷剂可以包括第一组分。第一成分的标准沸点范围可以配置成-60～0℃，或者-50～0℃，或者-45～0℃，或者-15～0℃。第一组分在第二制冷剂中所占质量分数的范围可以配置成20％～80％。

例如，第二制冷剂可以包括R600a制冷剂和R170制冷剂，其中第一组分可以为R600a制冷剂，R600a制冷剂在第二制冷剂中所占的质量分数范围可以为30％～80％，也可以为40％～60％。或者第二制冷剂可以包括R600制冷剂和R170制冷剂，其中第一组分可以为R600制冷剂，R600制冷剂在第二制冷剂中所占的质量分数范围可以为40％～80％。或者第二制冷剂可以包括R600a制冷剂和R1150制冷剂，其中第一组分可以为R600a制冷剂，R600a制冷剂在第二制冷剂中所占的质量分数范围可以为40％～80％。或者第二制冷剂可以包括R600制冷剂和R1150制冷剂，其中第一组分可以为R600制冷剂，R600制冷剂在第二制冷剂中所占的质量分数范围可以为50％～80％。或者第二制冷剂可以包括R290制冷剂和R170制冷剂，其中第一组分可以为R290制冷剂，R290制冷剂在第二制冷剂中所占的质量分数范围可以为50％～70％。或者第二制冷剂可以包括R290制冷剂和R1150制冷剂，其中第一组分可以为R290制冷剂，R290制冷剂在第二制冷剂中所占的质量分数范围可以为70％～80％。或者第二制冷剂可以包括R1270制冷剂和R170制冷剂，其中第一组分可以为R1270制冷剂，R1270制冷剂在第二制冷剂中所占的质量分数范围可以为60％～80％。或者第二制冷剂可以包括R1270制冷剂和R1150制冷剂，其中第一组分可以为R1270制冷剂，R1270制冷剂在第二制冷剂中所占的质量分数范围可以为70％～80％。

第二制冷剂的ODP(Ozone Depletion Potential，用于表示臭氧消耗潜能)值可以配置成0，第二制冷剂的GWP₁₀₀(基于100年计算GWP，记作GWP₁₀₀，其中，GWP，为GlobalWarming Potential的缩写，用于表示全球变暖潜能)值可以配置成小于等于200。

第一制冷剂在高温级制冷循环回路处于稳定运行状态下的低压侧的蒸发温度范围可以配置成-40℃～0℃，或者-35℃～-10℃，或者-30℃～-15℃。第二制冷剂在在低温级制冷循环回路内的高压侧的冷凝温度比流经高温级制冷循环回路内的低压侧的第一制冷剂的蒸发温度高，例如第二制冷剂在低温级制冷循环回路内的高压侧的冷凝温度范围可以为-25℃～-5℃。

高温级制冷循环回路内的第一制冷剂在流经蒸发部时吸收流经冷凝部232的低温级制冷循环回路内的第二制冷剂的热量，使得冷凝部232内的第二制冷剂降温，并凝结为液态。即，高温级制冷循环回路利用第一制冷剂可以对低温级制冷循环回路提供预冷功能，使得低温级制冷循环回路内的第二制冷剂能够由气态转化为液态。第二制冷剂在低温级蒸发器256内吸热蒸发，能吸收大量的热，从而可实现较低温度的有效制冷功能。

例如，第一制冷剂可以为R600a制冷剂，高温级压缩机211可以为R600a压缩机。在高温级制冷循环回路内，第一制冷剂在高压侧的冷凝温度比环境温度高，第一制冷剂在高压侧放热。流经高温级制冷循环回路的蒸发部(低压侧)的第一制冷剂可以吸收流经低温级制冷循环回路的冷凝部232(高压侧)的第二制冷剂的热量，使得流经冷凝部232的第二制冷剂得到冷凝。

在低温级制冷循环回路内，当环境温度配置成常见室内温度时，常见室内温度可以为7～40℃范围内的任意值，在低温级压缩机251的吸气温度范围为10～38℃，低温级压缩机251的吸气过热度为80～95K(K为热力学温度单位)的情况下，低温级压缩机251的排气温度可以配置成小于等于110℃，低温级压缩机251的壳体温度可以配置成小于等于110℃。在另一些可选的实施例中，在低温级压缩机251的吸气温度范围为15～35℃，低温级压缩机251的吸气过热度为80～85K(K为热力学温度单位)的情况下，低温级压缩机251的排气温度可以配置成小于等于100℃，低温级压缩机251251的壳体温度可以配置成小于等于100℃。

低温级压缩机251气缸容积可以配置成小于等于20ml，例如，低温级压缩机251的气缸容积可以配置成4～20ml，或者5～15ml，或者8.5～13.5ml。其中，低温级压缩机251可以为活塞式。

低温级制冷循环回路内并未设置喷射冷却回路。

复叠式压缩制冷系统还可以包括：换热组件。换热组件可以设置于低温级制冷循环回路内。换热组件可以包括放热件241和吸热件242。放热件241，设置于低温级压缩机251与冷凝部232之间。吸热件242，设置于低温级蒸发器256与低温级压缩机251吸入口之间。放热件241与吸热件242可以相互套接或相互贴靠，使得流经放热件241的第二制冷剂可以与流经吸热件242的第二制冷剂之间发生热交换。吸热件242用于促使流经其的第二制冷剂吸收流经放热件241的第二制冷剂的热量。吸热件242可以设置于吸热部272的下游。

本实施例的换热组件，换热组件可以为两个相互贴靠的铜管，其中，一个铜管为吸热件242，另一铜管为放热件241。两个铜管相互贴靠设置。在两个铜管之间的接触部位，可以采用锡焊固定，以强化传热。两个铜管外部可以包裹上铝箔。

在低温级制冷循环回路内，位于低温级蒸发器256与低温级压缩机251吸入口之间的区段内的第二制冷剂温度较低，而位于低温级压缩机251排出口与冷凝部232之间的区段内的第二制冷剂温度较高，并且高于流经吸热件242的第二制冷剂温度。

通过设置换热组件，使流经吸热件242的第二制冷剂吸收流经放热件241的第二制冷剂的热量，并使得低温级制冷循环回路内的第二制冷剂在流入压缩机吸入口之前升温，从而能够提高低温级压缩机251的吸气温度，能够减少或避免因吸气温度过低导致的冷量损失，提高制冷效率，避免低温级压缩机251吸入口附近发生凝露或结霜，还能够减少或避免因吸气温度过低而导致的湿冲程、液击、以及低温级压缩机251缺油等系列问题，提高了复叠式压缩制冷系统的运行性能。

将放热件241设置于低温级压缩机251与冷凝部232之间，流经放热件241的第二制冷剂将热量传递给流经吸热件242的第二制冷剂并使第二制冷剂升温，提高了低温级制冷循环回路的能量利用效率，进而提高了整个制冷设备10的能量利用效率。

低温级制冷循环回路还可以包括：低温级散热器252、低温级干燥过滤器254、低温级储液包257。

低温级节流装置255，设置于冷凝部232与低温级蒸发器256之间。低温级节流装置255可以为毛细管或者膨胀阀。放热部271可以设置于冷凝部232与低温级节流装置255之间。

低温级干燥过滤器254，设置于冷凝部232与低温级节流装置255之间，例如，可以设置于放热部271与低温级节流装置255之间。低温级干燥过滤器254起到过滤第二制冷剂中杂质、防止产生冰堵的作用。

低温级散热器252，设置于低温级压缩机251排出口与冷凝部232之间，例如，可以设置于低温级压缩机251与放热件241之间。低温级散热器252可以使得低温级制冷循环回路内的第二制冷剂在流至冷凝部232之前得到预先降温，保证了第二制冷剂能在流经冷凝部232时得到充分冷凝。

低温级储液包257，设置于低温级蒸发器256的下游，并位于低温级蒸发器256与吸热回气管段258之间。低温级储液包257能防止流向低温级压缩机251吸入口的第二制冷剂携带液态第二制冷剂，还能调节低温级制冷循环回路内的其他部件需要的第二制冷剂的量，可以在低温级制冷循环系统停机运行时，防止低温级蒸发器256处的第二制冷剂缓慢迁移至低温级压缩机251吸入口。

图3是根据本发明一个实施例的复叠式压缩制冷系统的示意图。

在一些可选的实施例中，低温级制冷循环回路内还可以增设回气管段258。吸热低温级制冷循环回路还可以包括：吸热回气管段258。吸热回气管段258，设置于低温级蒸发器256与低温级压缩机251吸入口之间。至少部分吸热回气管段258可以与低温级节流装置255贴靠设置，使得流经吸热回气管段258内的第二制冷剂吸收流经低温级节流装置255的第二制冷剂的热量，提高了低温级制冷循环回路内的能量利用效率，进而提高了整个制冷设备10的能量利用效率，而且有利于提高流向低温级压缩机251吸入口的第二制冷剂的温度，从而提高低温级压缩机251的吸气过热度。

吸热回气管段258可以设置于低温级蒸发器256与吸热件242之间，例如，可以设置于低温级蒸发器256与低温级储液包257之间。吸热件242可以设置于吸热回气管段258与压缩机吸入口之间。吸热部272可以设置于吸热回气管段258与吸热件242之间。

低温级蒸发器256与低温级压缩机251之间的流路上设置吸热回气管段258、吸热部272、吸热件242，即，将低温级蒸发器256与低温级压缩机251之间的流路划分为三个不同的管段，可以灵活设置不同管段的相对位置，可使这三个不同的管段分别与低温级制冷循环回路内的不同位置进行换热，既提高了低温级压缩机251的吸气温度，又提高了整个复叠式压缩制冷系统的能量利用效率。

吸热回气管段258可以与低温级节流装置255形成套管换热器，低温级节流装置255可以为管程，吸热回气管段258可以为壳程。在另一些可选的实施例中，吸热回气管段258与低温级节流装置255可以为两个相互贴靠的铜管，其中，一个铜管为吸热回气管段258，另一铜管为低温级节流装置255。两个铜管相互贴靠设置。在两个铜管之间的接触部位，可以采用锡焊固定，以强化传热。两个铜管外部可以包裹上铝箔。

高温级制冷循环回路还可以进一步地包括：电动切换阀217、多个供冷支路、第二供冷蒸发器222、防露管215、和高温级储液包。其中，供冷支路可以为一个或多个。本实施例的供冷支路可以为多个。

电动切换阀217，其具有多个阀口，多个阀口分别用于与一个供冷支路相连通，电动切换阀217用于通过受控地打开或关闭阀口以调节流经其的第一制冷剂的流动路径。电动切换阀217用于切换控制第一制冷剂的流向，使得流经其的第一制冷剂受控地流向一个或多个供冷支路。电动切换阀217可以设置于多个供冷支路的上游，并位于高温级冷凝器212的下游。

多个相互并联设置的供冷支路，每个供冷支路内设置有一个支路节流装置218。供冷支路可以为两个，三个，四个或五个，或者其他任意数量。在本实施例中，供冷支路可以为三个，包括第一供冷支路、第二供冷支路和第三供冷支路。支路节流装置218可以为毛细管或者膨胀阀，由于节流装置的设置是本领域技术人员所习知的，在此不做赘述。

其中，第一供冷支路，其内设置有第一供冷蒸发管219和单向阀220。其中，第一供冷蒸发管219用于促使流经其的第一制冷剂吸热。第一供冷蒸发管219与低温级蒸发器256用于为同一储物间室111供冷。例如，第一供冷蒸发管219可以与低温级蒸发器256用于设置于与深冷间室相对应的蒸发器安装腔内，并用于为深冷间室供冷。第一供冷蒸发管219与低温级蒸发器256穿设于同一翅片组上。第一供冷蒸发管219可以与低温级蒸发器256相互邻近设置，也可以相互贴靠设置，但不限于此。

将第一供冷蒸发管219和低温级蒸发器256配置成设置于与一储物间室111相对应的同一个蒸发器安装腔内，并用于为同一储物间室111供冷，能够提高这一储物间室111的制冷效率，使得该储物间室111快速降温。

复叠式压缩制冷系统启动运行时，深冷间室的降温过程可以划分为初期阶段和后期阶段，共两个阶段。其中，初期阶段可以为深冷间室的温度从环境温度降低至第一预设温度的过程，后期阶段可以为深冷间室的温度从第一预设温度降低至第二预设温度的过程，第一预设温度高于第二预设温度。第一预设温度可以为-10～-28℃之间的任意值，例如可以为-18℃，第二预设温度可以为-40～-80℃之间的任意值，例如，可以为-55℃。第一供冷蒸发管219可以用于为初期阶段供冷，低温级蒸发器256可以用于为后期阶段供冷。

通常情况下，蒸发器是否供冷，由制冷剂是否在其中循环流动来决定。比如，可以通过控制电动切换阀217(将在下文详述)来控制第一制冷剂是否流经第一供冷蒸发管219，从而控制第一供冷蒸发管219是否供冷，还可以通过控制低温级压缩机251是否开启来控制第二制冷剂是否流经低温级蒸发器256，从而控制低温级蒸发器256是否供冷。

在一些可选的实施例中，第一供冷蒸发管219和低温级蒸发器256还可以用于设置在与变温间室相对应的蒸发器安装腔内，并用于为变温间室供冷。该变温间室可以根据实际需要选择性地控制第一供冷蒸发管219或低温级蒸发器256单独供冷，或者控制第一供冷蒸发管219和低温级蒸发器256共同供冷，从而使得该变温间室能获得不同的制冷效果，以满足不同的制冷需求。

单向阀220，设置于第一供冷蒸发管219的下游，用于仅允许来自第一供冷蒸发管219的第一制冷剂单向流出。即，在第一供冷支路内，单向阀220仅用于允许来自其上游的第一制冷剂单向通过，单向阀220能起到防止单向阀220下游的第一制冷剂逆向通过。

当低温级压缩机251运行时，低温级蒸发器256的温度很低。由于低温级蒸发器256与第一供冷蒸发管219之间的距离较近，使得第一供冷蒸发管219的管路温度也比较低，甚至会明显低于高温级制冷循环回路内的位于第一供冷蒸发管219下游的其他供冷蒸发器的温度。在第一供冷支路内设置位于第一供冷蒸发管219下游的单向阀220，能避免位于第一供冷蒸发管219下游的其他供冷蒸发器内的第一制冷剂从第一供冷蒸发管219的排出口流入第一供冷蒸发管219内，从而能够避免高温级制冷循环回路内的第一制冷剂逆向流动，保证了第一制冷剂的有效流通量，提高了整体制冷效率。

第二供冷支路内可以不设置用于向储物间室供冷的供冷蒸发器或蒸发管。

第三供冷支路内可以设置有第三供冷蒸发器221，第三供冷蒸发器221可以用于设置于与冷藏间室相对应的蒸发器安装腔内，并用于为冷藏间室供冷。

第二供冷蒸发器222，设置于高温级冷凝器212与高温级压缩机211吸入口之间，用于促使来自多个供冷支路的第一制冷剂通向高温级压缩机211吸入口。第二供冷蒸发器222还用于促使流经其的第一制冷剂吸热，使得第二供冷蒸发器222所在的储物间室111降温。第二供冷蒸发器222可以用于设置在与冷冻间室相对应的蒸发器安装腔内，并用于为冷冻间室供冷。

蒸发部231可以设置于高温级冷凝器212与第二供冷蒸发器222之间，多个供冷支路可以设置于高温级冷凝器212与蒸发部231之间。也就是说，多个供冷支路可以位于高温级冷凝器212的下游、蒸发部231的上游，第二供冷蒸发器222可以位于蒸发部231的下游、高温级压缩机211吸入口的上游。

将第一供冷蒸发管219和第三制冷蒸发器设置于高温级冷凝器212与蒸发部231之间，将第二制冷蒸发器设置于蒸发部231与高温级压缩机211吸入口之间，各个蒸发器或蒸发管促使流经其的第一制冷剂蒸发吸热并为储物间室111供冷，充分利用了高温级制冷循环回路内所产生的冷量，提高了高温级制冷循环回路的能量利用效率，进而提高了整个制冷设备10的能量利用效率。

防露管215，设置于高温级冷凝器212与供冷支路之间，用于促使流经其的第一制冷剂放热，使得防露管215所在环境空间升温。防露管215可以用于设置于制冷设备10门体四周的边缘部位。复叠式压缩制冷系统运行时，第一制冷剂流经防露管215时放出热量，使得防露管215升温发热，从而能减少或避免制冷设备10门体边缘产生结露现象，使得制冷设备10门体边缘保持干燥，能够避免门体边缘部位因发生锈蚀而导致箱体110密闭不严等问题。

高温级储液包可以包括高温级第一储液包和高温级第二储液包223。高温级第一储液包，设置于高温级冷凝器212与防露管215之间，用于调节高温级制冷循环回路内的其他部件(例如，高温级冷凝器212、蒸发部231、或者用于供冷的蒸发管或蒸发器)需要的第一制冷剂的量。由于在不同工况条件下，高温级制冷循环回路内各个部件所需的第一制冷剂的流量可能不同。高温级第一储液包可以在高温级制冷循环回路内其他部件需要的第一制冷剂流量减小时，受控地调高液位。高温级第一储液包还可以在高温级制冷循环回路内其他部件所需的第一制冷剂流量增大时，受控地调低液位。高温级第一储液包为高压储液包。当高温级制冷循环系统稳定运行时，进入高温级第一储液包的第一制冷剂通常为饱和液态状态。

高温级第二储液包223，设置于第二供冷蒸发器222与高温级压缩机211吸入口之间。高温级第二储液包223能防止流向高温级压缩机211吸入口的第一制冷剂携带液态第一制冷剂，还能调节高温级制冷循环回路内其他部件需要的第一制冷剂的流通量，还可以在高温级制冷循环系统停机运行时，防止第二供冷蒸发器222处的第一制冷剂缓慢迁移至高温级压缩机211吸入口。

高温级制冷循环回路还可以进一步地包括：设置于防露管215与电动切换阀217之间的高温级干燥过滤器216。高温级干燥过滤器216，起到过滤第一制冷剂中杂质、防止产生冰堵的作用。

在本实施例中，在高温级制冷循环回路内，第一制冷剂可以依次流经高温级压缩机211排出口、高温级冷凝器212、高温级第一储液包、防露管215、干燥过滤器216、电动切换阀217、多个供冷支路(包括支路节流装置218、第一供冷蒸发管219、单向阀220、第三供冷蒸发器221)、蒸发部231、第二供冷蒸发器222、高温级第二储液包223、高温级压缩机211吸入口，形成一个完整的循环。

在另一些可选的实施例中，多个供冷支路还可以设置于高温级冷凝器212与第二供冷蒸发器222之间，例如，电动切换阀217和供冷支路可以设置于高温级干燥过滤器216与第二供冷蒸发器222之间，并且蒸发部231可以设置于第二供冷支路内。第一供冷支路内可以设置第一供冷蒸发管219、单向阀220。第三供冷支路内可以不设置任何蒸发管或蒸发器。

散热风机280，用于促使形成流经高温级冷凝器212后、再流经低温级散热器252的气流，或者用于促使形成流经低温级散热器252后、再流经高温级冷凝器212的气流，或者用于促使形成分别流经低温级散热器252和高温级冷凝器212的气流。低温级散热器252可以与高温级冷凝器212相互邻近设置，散热风机280可以设置于低温级散热器252和高温级冷凝器212的一侧。散热风机280能提高流经低温级散热器252和高温级冷凝器212的风速和风量，以促进低温级散热器252和高温级散热器快速散热，增强了散热效果，使得复叠式压缩制冷系统以及具有其的制冷设备10可以在正常温度范围内持续工作。

低温级散热器252的温度低于高温级冷凝器212的温度。将低温级散热器252和高温级冷凝器212相互邻近设置，利用同一散热风机280可以促使形成先流经低温级散热器252、再流经高温级冷凝器212的气流，既保证了低温级散热器252和高温级冷凝器212的散热效果，又简化了散热风机280的布置数量，有利于实现结构小型化，使得本实施例的复叠式压缩制冷系统能够应用于家用小型制冷设备10中。

送风风机290，可以为多个，分别用于与一个蒸发器安装腔对应设置，用于为每个储物间室111吹送冷气。多个送风风机可以包括第一送风风机，可以设置于第一供冷蒸发管219和低温级蒸发器256的一侧，并用于将流经第一供冷蒸发管219和低温级蒸发器256的气流导引至储物间室111。

在一些可选的实施例中，制冷设备10的储物间室111可以为三个，并且分别为冷藏间室、冷冻间室和深冷间室。第二制冷剂可以为非共沸制冷剂，并且可以包括R600a制冷剂和R170制冷剂，其中第一组分为R600a制冷剂，且R600a制冷剂在第二制冷剂中所占的质量分数可以为50％。利用图3所示的复叠式压缩制冷系统，复叠式压缩制冷系统开机启动后，可以先开启高温级压缩制冷循环回路。电动切换阀217的阀口可以与第一供冷支路、第二供冷支路、第三供冷支路同时连通。第三供冷蒸发器221运行并且可以为冷藏间室供冷，第二供冷蒸发器222运行并且可以为冷冻间室供冷。第一供冷蒸发管219运行并且可以为深冷间室供冷。当深冷间室的温度达到第一预设温度时，驱动电动切换阀217的与第一供冷支路相连通的阀口关闭。第一供冷蒸发管219停止运行。此时，低温级制冷循环回路可以开启，低温级蒸发器256运行并且为深冷间室供冷。

低温级制冷循环回路处于稳定运行状态下的高压侧绝对压力可以为7.8bar，第二制冷剂在该压力下的露点温度可以为18.5℃，泡点温度可以为-25.1℃。低温级制冷循环回路处于稳定运行状态下的低压侧绝对压力可以为0.4bar，第二制冷剂在该压力下的露点温度可以为-52.7℃，泡点温度可以为-97.5℃。在环境温度为32℃的情况下，低温级压缩机251的吸气温度(对应于图3中1处的温度)大致可以为32℃，低温级压缩机251的排气温度(对应于图3中2处的温度)可以为90～110℃。散热风机280可以利用环境空气为低温级散热器252散热。低温级散热器252排出口处的温度(对应于图3中的3处的温度)大致可以为37℃，从低温级散热器252排出口流出的第二制冷剂过热度较高。第二制冷剂流经放热件241后，温度可以有所降低，例如，可以降至-1.9℃，流经放热件241排出口的第二制冷剂可以为气液两相。第一制冷剂在高温级制冷循环回路内的蒸发部的蒸发温度可以为-25℃。第二制冷剂流经冷凝部232后的温度可以明显降低，例如，可以为-20℃，流经冷凝部232排出口的第二制冷剂可以也为气液两相，但液态第二制冷剂所占比重增大。流经放热部271的第二制冷剂与流经吸热部272的温度较低的第二制冷剂换热从而降温，例如，流经放热部271排出口的第二制冷剂的温度(对应于图3中6处的温度)可以降低至-80℃。流经放热部271排出口的第二制冷剂可以为过冷全液态。低温级节流装置255处的压力大致可以为0.4bar，流经低温级节流装置255排出口的第二制冷剂的温度可以进一步降低，例如，可以为-96.5℃(对应于图3中7处的温度)，并且此时的第二制冷剂可以为含有少量气态制冷剂的气液两相制冷剂。温度较低的第二制冷剂流经低温级蒸发器256时吸热并为深冷间室供冷，可使深冷间室温度达到-80℃。流经低温级蒸发器256排出口的第二制冷剂温度可以大致为-85℃(气液两相)。流经吸热部272排出口的第二制冷剂温度可以大致升高至-58.9℃(气液两相)。流经吸热件242的第二制冷剂吸收流经放热件241的第二制冷剂的热量从而升温，流经吸热件242排出口的第二制冷剂可以为过热全气态，温度可以大致接近环境温度32℃。

在另一些可选的实施例中，可以将第二制冷剂进行替换。例如，利用图3所示的复叠式压缩制冷系统，第二制冷剂可以为由R600a制冷剂和R1150制冷剂组成的非共沸制冷剂，其中，第一组分为R600a制冷剂，R600a制冷剂在第二制冷剂中所占的质量分数范围可以为50％～80％，优选地，可以为60％。

低温级制冷循环回路处于稳定运行状态下的高压侧绝对压力可以为7.8bar，第二制冷剂在该压力下的露点温度可以为22.8℃，泡点温度可以为-39.6℃。低温级制冷循环回路处于稳定运行状态下的低压侧绝对压力可以为0.4bar，第二制冷剂在该压力下的露点温度可以为-49.7℃，泡点温度可以为-109.4℃。在环境温度为32℃的情况下，低温级压缩机251的吸气温度(对应于图3中1处的温度)大致可以为32℃，低温级压缩机251的排气温度(对应于图3中2处的温度)可以为95～115℃。低温级散热器252排出口处的温度(对应于图3中的3处的温度)大致可以为37℃，从低温级散热器252排出口流出的第二制冷剂过热度较高。第二制冷剂流经放热件241后，温度可以有所降低，例如，可以降至-5.7℃，流经放热件241排出口的第二制冷剂可以为气液两相。第一制冷剂在高温级制冷循环回路内的蒸发部的蒸发温度可以为-25℃。第二制冷剂流经冷凝部232后的温度可以明显降低，例如，可以为-20℃，流经冷凝部232排出口的第二制冷剂可以也为气液两相，但液态第二制冷剂所占比重增大。流经放热部271的第二制冷剂与流经吸热部272的温度较低的第二制冷剂换热从而降温，例如，流经放热部271排出口的第二制冷剂的温度(对应于图3中6处的温度)可以降低至-80℃。流经放热部271排出口的第二制冷剂可以为过冷全液态。低温级节流装置255处的压力大致可以为0.4bar，流经低温级节流装置255排出口的第二制冷剂的温度可以进一步降低，例如，可以为-106.7℃(对应于图3中7处的温度)，并且此时的第二制冷剂可以为含有少量气态制冷剂的气液两相制冷剂。温度较低的第二制冷剂流经低温级蒸发器256时吸热并为深冷间室供冷，可使深冷间室温度达到-80℃。流经低温级蒸发器256排出口的第二制冷剂温度可以大致为-85℃(气液两相)。流经吸热部272排出口的第二制冷剂温度可以大致升高至-53℃(气液两相)。流经吸热件242的第二制冷剂吸收流经放热件241的第二制冷剂的热量从而升温，流经吸热件242排出口的第二制冷剂可以为过热全气态，温度可以大致接近环境温度32℃，可以流入低温级压缩机251，以实现循环。

图4是根据本发明一个实施例的复叠式压缩制冷系统的示意图。图5是图4所示的复叠式压缩制冷系统中低温级制冷循环回路处于运行状态时对应的压焓图。图中纵坐标代表绝对压力大小，横坐标代表比焓值。

在一些可选的实施例中，低温级制冷循环回路内的热交换装置可以省略。

第一制冷剂在高温级压缩机211的作用下成为高温高压的气态第一制冷剂，而后进入高温级冷凝器212，并凝结为高压的含液态第一制冷剂，从高温级冷凝器212流出的第一制冷剂可以流经支路节流装置218，并转化为低压的第一制冷剂，然后进入蒸发部231、第一供冷蒸发管219、第三供冷蒸发器221、和/或第二供冷蒸发器222吸热，最后再流入高温级压缩机211的吸入口，形成一个完整的高温级制冷循环。

在低温级制冷循环回路内，第二制冷剂可以依次流经低温级压缩机251排出口、低温级散热器252、放热件241、冷凝部232、低温级干燥过滤器254、低温级节流装置255、低温级蒸发器256、低温级储液包257、吸热回气管段258、吸热件242、低温级压缩机251吸入口，形成一个完整的循环。

低温级压缩机251吸入常温低压的第二制冷剂(对应于图4和图5中的1点)，第二制冷剂在低温级压缩机251的作用下成为高温高压的气态第二制冷剂。从低温级压缩机251排出口流出的第二制冷剂(对应于图4和图5中的2点)可以流经低温级散热器252。第二制冷剂流经低温级散热器252散热后(对应于图4和图5中的3点)，温度可以接近环境温度但仍为过热气体，也就是说，第二制冷剂在流经低温级散热器252的过程中，过热度可以有所减小。从低温级散热器252排出口流出的第二制冷剂可以流经换热组件的放热件241，并在放热件241内将部分热量传递给吸热件242内的第二制冷剂，使吸热件242内的第二制冷剂升温。第二制冷剂流经放热件241散热后(对应于图4和图5中的4点)，温度也可以接近环境温度但仍为过热气体，第二制冷剂在流经放热件241的过程中，过热度可以有所减小。从放热件241流出的第二制冷剂可以进入冷凝部232，并凝结为高压的含液态第二制冷剂(对应于图4和图5中的5点)，再流经低温级节流装置255，并转化为低压的气液两相第二制冷剂(对应于图4和图5中的6点)，然后进入低温级蒸发器256吸热蒸发成为低压气态的第二制冷剂。值得注意的是，此处的“气态”是指大部分的第二制冷剂呈气态，而并非指所有的第二制冷剂均呈气态，也就是说，流经低温级蒸发器256后的第二制冷剂中可能携带有液态的第二制冷剂。若流经低温级蒸发器256后的第二制冷剂中携带有液态的第二制冷剂，低温级制冷循环回路配置成加强低温级节流装置255与吸热回气管段258之间的换热效率(即强化回热)。从低温级蒸发器256输出的第二制冷剂(对应于图4和图5中的7点)进入吸热回气管段258，并吸收低温级节流装置255内流经的第二制冷剂热量后(对应于图4和图5中的8点)，温度可以有所升高但过热度较低。第二制冷剂进入换热组件的吸热件242后，温度可以升高至接近于环境温度，过热度相应提高。来自吸热件242的第二制冷剂可以流入低温级压缩机251的吸入口，形成一个完整的低温级制冷循环。

图6是根据本发明另一实施例的复叠式压缩制冷系统的示意图，图中箭头方向示出热量传递方向。

在另一些可选的实施例中，换热组件可以为套管换热器。其中，吸热件242可以为套管换热器的壳程，放热件241可以为套管换热器的管程。在另一些可选的实施例中，吸热件242可以为管程，放热件241可以为壳程。

图7是根据本发明另一实施例的复叠式压缩制冷系统的示意图。

在另一可选的实施例中，可以将换热组件的放热件241的位置进行变换。换热组件的放热件241可以设置于高温级制冷循环回路内，并位于高温级冷凝器212与蒸发部231之间，例如，可以设置于高温级冷凝器212与多个供冷支路之间。换热组件的吸热件242的位置可以不变。吸热件242可以设置于低温级蒸发器256与低温级压缩机251吸入口之间，例如，可以设置于吸气回热管段与低温级压缩机251吸入口之间。吸热件242用于促使流经其的第二制冷剂吸收流经放热件241的第一制冷剂的热量，使得低温级制冷循环回路内的第二制冷剂在流入压缩机吸入口之前升温，从而能够提高低温级压缩机251的吸气过热度。

由于从高温级冷凝器212流出的第一制冷剂温度高于低温级蒸发器256与低温级压缩机251吸入口之间的第二制冷剂温度，流经吸热件242的第二制冷剂可以吸收流经放热件241的第一制冷剂热量而升温，增加第一制冷剂的过冷度，从而提高了高温级制冷循环回路的能量利用效率。

对于节流装置，以上实施例仅以毛细管进行示意，但不应视为以上实施例中的节流装置仅限于毛细管。

本实施例的复叠式压缩制冷系统以及具有其的制冷设备10，其中，复叠式压缩制冷系统包括高温级制冷循环回路、第一制冷剂、低温级制冷循环回路、第二制冷剂。低温级制冷循环回路处于稳定运行状态下的高压侧绝对压力范围配置成2～11bar，低温级制冷循环回路处于稳定运行状态下的低压侧绝对压力范围配置成0.2～1.1bar，使得低温级制冷循环回路运行时该回路内的低温级压缩机251可以具有较低的吸气压力和较低的排气压力，能有效降低运行时产生的噪声，可以适用于家用小型制冷设备。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。