CN103225935B - 气液分离装置、空气源热回收系统及冷水机组和热泵机组 - Google Patents

气液分离装置、空气源热回收系统及冷水机组和热泵机组 Download PDF

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CN103225935B CN201310140334.4A CN201310140334A CN103225935B CN 103225935 B CN103225935 B CN 103225935B CN 201310140334 A CN201310140334 A CN 201310140334A CN 103225935 B CN103225935 B CN 103225935B
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Abstract

本发明提供了一种气液分离装置、包含该气液分离装置的空气源热回收系统、冷水机组及热泵机组,该气液分离装置通过设置低液位开关和高液位开关并能同时检测两个液位,输出两个开关量信号,可以很便捷地判断部分热回收器中是否有冷凝凝液发生,以及凝液冷媒是否足够经济器使用,做到有液排液、无液不排液,不影响主路系统运行。该空气源热回收系统、冷水机组及热泵机组包括上述的气液分离装置,本发明冷水机组和热泵机组彻底解决了常规空气源部分热回收机组,部分热回收器内冷媒侧冷凝凝液,管路压降增大影响整机性能、压缩机回油的问题,并能大幅提升热回收量,系统能力、能效也得以提高。

Description

气液分离装置、空气源热回收系统及冷水机组和热泵机组
技术领域
[0001] 本发明属于空调系统制造技术领域,更具体地说,是涉及一种气液分离装置、采用该气液分离装置的带有部分热回收功能的空气源热回收系统以及采用该空气源热回收系统的冷水机组和热泵机组。
背景技术
[0002] 带有部分热回收功能的空气源冷水或热泵机组,当机组运行制冷模式且部分热回收功能开启时,可能面临凝液问题。
[0003] 请参见图1,图1的纵坐标是绝对压力的对数值lgP,横坐标是比焓值h,l’_2’是在压缩机中完成的压缩过程;2’-3’是在冷凝器中完成的过程,分为了三段,2’-5’这一段,是压缩机排气口来的高温高压气态冷媒冷却过程,没有相变,气态冷媒温度下降;5’ -6’过程,是冷凝过程,是从纯气态冷媒变为纯液态冷媒的过程,有相变,冷媒温度保持不变;6’ -3’过程,是液态冷媒的冷却过程,没有相变,冷媒温度降低,从而有了过冷度;点3’ -4’是节流元件的节流过程;点4’ -1’是在蒸发器中完成的蒸发过程。
[0004] 请一并参阅图2,所谓部分热回收,就是在压缩机10’的排气口与冷凝器30’的进气口之间增加一个换热器20’,用以回收压缩机10’的排气中的过热段负荷(显热交换,高温高压气态冷媒冷却散热,无相变,点2’ -5’),所以理论上在部分热回收器20’的冷媒侧出口是饱和气态冷媒(点5’处状态)。但实际机组运行时,如果部分热回收器20’的水侧水温变化、水流量变化,又或者压缩机10’运行工况变化,导致部分热回收器的水侧负荷(吸热)大于了冷媒侧排气过热段(点2’-5’)负荷,这时在部分热回收器20’中,冷媒侧就会开始冷凝凝液,即部分热回收器20’的冷媒侧出口就会是气液两相的饱和冷媒(状态点越过点5’,进入冷凝段,在点5’和点6’之间的一点)。
[0005] 参见图2,制冷运行时,空气侧换热器30’是冷凝器,压缩机10’的排气先进入部分热回收器20’释放部分热量,然后再往上走,进入空气侧换热器30’中进行冷凝、过冷。所以当部分热回收器20’中的冷媒侧有冷凝凝液后,排气管段(部分热回收器20’的冷媒侧出口到空气侧换热器30’的进气口之间)管路压降就会增大,冷媒流速就会降低。
[0006] 压降增大的主要原因,在于液态冷媒的密度(R22:1030〜1200kg/m3,R134a:1000 〜1200kg/m3)比气态冷媒密度(R22:22 〜110kg/m3,R134a:28 〜116kg/m3)大很多,部分热回收器20’的冷媒侧出口到空气侧换热器30’的进气口,约有1.5〜2.0米的竖直高度,由重力压降公式Λ P=P *g*h可知,压降将增大8〜55倍,加之液态冷媒粘性、管内阻力等因素影响,该段管路压降会远远大于纯气态冷媒通过该段排气管路的压降;压降过大,会升高压缩机10’的排气压力,机组能力会降低、压缩机功耗会增大,性能收到影响。
[0007]由于在部分热回收器中冷媒就有部分凝液,所以气态冷媒流量变少,冷媒流速降低(带走压缩机排气中冷冻油颗粒的能力降低),加之液态冷媒和冷冻油存在一定互溶性,会导致部分冷冻油在部分热回收器中集结,不利于冷冻油颗粒经空气侧换热器、节流元件、水侧换热器等零部件之后,最终回到压缩机吸气端,即影响压缩机回油。
[0008] 现在主流厂家,针对此问题的处理方式有多种,主要的两种如下:
[0009] 第一种方案:将部分热回收器20’的换热量(换热面积),尽量设计小一些,并缩小部分热回收器20’的水侧温度运行范围(水温不能过低),以此尽量避免或削弱部分热回收器20’中冷媒侧发生冷凝凝液;这种解决方案,没有实质性解决部分热回收冷凝凝液的问题,且热回收量设计偏小,不利于提升客户生活热水使用需求和质量;
[0010] 第二种方案:请参见图3,在部分热回收器20’的冷媒侧出口,增设一个常规的气液分离装置40’,将分离出的液态冷媒,经排液口排到整机主路节流元件52’之前或之后,最终进水侧换热器中蒸发。
[0011] 第2种方案,存在以下问题:
[0012] 气液分离装置中,如何判断已经有凝液?只有判断出有了凝液液态冷媒,排液电磁阀61’才能通电排液,否则就会将气态冷媒排到整机主路节流元件52’之前或之后,对系统造成很大的影响。
[0013] 如果将气态冷媒排到整机主路节流元件52’之前,会影响整机主路节流元件52’的调节,可能造成该节流元件开度不够,放给水侧换热器的液态冷媒量不足,失去调节功能,削弱水侧换热器的能力,同时压缩机吸气口的过热度也不能稳定、有效控制;
[0014] 如果将气态冷媒排到整机主路节流元件52’之后,直接进水侧换热器中,气态冷媒在水侧换热器中不会再蒸发吸热,即不会有潜热交换,不产生制冷能力;另外,气态冷媒会导致水侧换热器的液态冷媒进口分液严重不均,整机主路节流元件52’为保证水侧换热器的液态冷媒出口(接压缩机吸气口)带4-6k的过热度,会关小开度,以保证分液不均的水侧换热器,每根换热铜管中液态冷媒都全部蒸发成气态,从而进入整个水侧换热器的冷媒流量降低。以上两方面影响,会导致水侧换热器制冷能力较大程度的下降。
[0015] 所以为了避免以上问题,还必须为气液分离装置,增设一个液位计,用以判断气液分离装置内是否有液态冷媒产生,以此避免无液排气。常规的气液分离装置属于压力容器,加之价格也偏高,所以该方案的成本会很高。
发明内容
[0016] 本发明目的之一在于提出一种简易的气液分离装置,可用于冷水机组或者热泵机组中,以达到方便地判断部分热回收器中是否有凝液发生以及凝液冷媒的量,从而控制排液口路电磁阀的通断,做到有液排液,无液不排液,并降低成本。
[0017] 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:提供一种气液分离装置,包括三通管,所述三通管设有用作气液两相冷媒入口的第一管口、用作气相冷媒出口的第二管口及用作液相冷媒出口的第三管口,所述第三管口焊接有一段用于储存液态冷媒的存液管,所述存液管上远离第三管口的底端封闭,靠近该底端设有与所述存液管的内腔相通的排液口 ;与所述排液口相连有一控制与所述排液口连接的管路通断的排液电磁阀,所述存液管内设有用于控制所述排液电磁阀通断的液位开关;
[0018] 所述液位开关包括可以分别输出电信号的高位开关和低位开关,所述高位开关和低位开关均固定连接于所述存液管上;
[0019] 所述低液位开关和所述高液位开关均为浮球型开关,所述存液管远离第三管口的底端通过端盖封闭,所述高位开关和低位开关固接于所述端盖上。
[0020] 进一步地,所述端盖开设有通孔,所述通孔的孔径大于所述浮球型液位开关的浮球的直径。
[0021] 本发明提供的气液分离装置的低液位开关和高液位开关能同时检测两个液位,输出两个开关量信号,可以很便捷地判断部分热回收器中是否有冷凝凝液发生,以及凝液冷媒是否足够经济器使用;其中排液电磁阀的通断根据下面逻辑执行:
[0022] 当存液管内的液位高于高液位时,排液电磁阀通电,开始排液;
[0023] 当存液管内的液位低于低液位时,排液电磁阀断电,无液排出;
[0024] 当液位在高低液位之间时,排液电磁阀保持当前状态,不动作。
[0025] 其电控逻辑控制简单、有效,成本低廉,利用该装置,空调系统的可靠性能够得到提升,做到有液排液、无液不排液,不影响主路系统运行。
[0026] 本发明目的之二在于提供一种空气源热回收系统,旨在有效解决带部分热回收功能的空气源冷水机组或热泵机组在部分热回收器中冷媒侧冷凝凝液,影响整机性能和压缩机回油的问题,并大幅度提升热回收量。
[0027] 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:提供一种空气源热回收系统,包括部分热回收器及经济器,还包括上述的气液分离装置及第一节流元件,所述部分热回收器具有冷媒侧入口和冷媒侧出口以及水侧入口和水侧出口,所述经济器具有被冷却侧冷媒入口和被冷却侧冷媒出口以及蒸发侧冷媒入口和蒸发侧冷媒出口 ;所述部分热回收器的冷媒侧出口通过管路与所述气液分离装置的第一管口连接,所述气液分离装置的排液口通过管路与所述经济器的蒸发侧冷媒入口连接且在该管路上沿液相冷媒流向依次设有所述排液电磁阀、第一电磁阀和所述第一节流元件;在所述排液电磁阀与第一电磁阀连接的管路通过一第一分管路与所述经济器被冷却侧冷媒出口连接,所述第一分管路上还设有第二电磁阀。
[0028] 优化地,所述经济器的位置高度与所述部分热回收器的位置高度相等。
[0029] 本发明提供的空气源热回收系统通过提升部分热回收器的热回收量,使得在部分热回收器中,冷媒侧发生冷凝凝液,凝液量占系统冷媒总循环量的10〜15%左右,凝液的液态冷媒,经气液分离装置分离后,通过第一节流元件降压降温后,作为经济器的蒸发侧冷媒,进入经济器中蒸发吸热,对被冷却侧冷媒进行冷却过冷;从而整机即能带部分热回收功能,又能开启经济器功能。本发明所带来的优点如下:
[0030] (I)由于部分热回收器和经济器之间,不存在较高的竖直方向高度差,因此彻底解决了常规空气源冷水、热泵机组,带部分热回收功能,制冷模式运行时,部分热回收器内气态冷媒发生冷凝凝液,管路压降过大,影响整机性能、压缩机回油的问题。
[0031] (2)大幅提升热回收量,由于本发明方案中,需要部分热回收器内冷媒发生冷凝,因此回收的热量将大于压缩机排气冷媒的过热段负荷,根据空气源冷水机组,标准设计工况(2°C蒸发温度,50°C冷凝温度,过冷度、过热度分别为5k)计算,相比回收掉全部过热段负荷Ov — h5,)的部分热回收机组,本发明还可回收掉部分潜热,提升的热回收量占制冷量的:(10 〜15% )X(h5, - h6, ) / Ch1, — h4, ) = 10 〜16% ;
[0032] (3)由于部分热回收器中回收了 10〜15%的潜热Qv — h6,),凝器的负荷降低,冷凝器态冷媒出口的过冷度会增加(超过5k,h3丨值会减小),系统能力Qv — h4,)、能效都可以得到提高。
[0033] 本发明目的之三在于提供一种冷水机组,包括电控器、压缩机、水侧换热器、空气侧换热器,还包括上述的空气源热回收系统;
[0034] 所述部分热回收器的冷媒侧入口通过管路与所述压缩机的排气口连接,所述气液分离装置的第二管口与所述空气侧换热器的气态冷媒管口连接,所述空气侧换热器的液态冷媒管口通过管路与所述经济器的被冷却侧冷媒入口连接,所述经济器的被冷却侧冷媒出口通过管路与所述水侧换热器的液态冷媒管口连接且该管路上还设有第二节流元件;所述压缩机设有经济器补气口,所述经济器的蒸发侧冷媒出口与所述压缩机的经济器补气口连接,所述水侧换热器的气态冷媒管口与所述压缩机的吸气口连接;所述排液电磁阀、第一电磁阀、第二电磁阀分别与所述电控器电连接。
[0035] 优选地,所述部分热回收器安装在所述空气侧换热器下方,且两者在竖直方向存在1.5〜2.0米的高度差。
[0036] 本发明提供的冷水机组,由于采用了上述空气源热回收系统,在机组运行时,热回收量大大提升,可占制冷量的10〜15% ;而且可有效避免部分热回收器内气态冷媒发生冷凝凝液,管路压降过大,影响整机性能、压缩机回油的问题;此外,也方便经济器运行,机组能力、能效也是高于常规不带经济器机组的,且压缩机选型型号可以偏小,大大节约成本。
[0037] 本发明目的之四在于提供一种只在制冷模式下具有部分热回收功能的热泵机组,包括电控器、压缩机、水侧换热器、空气侧换热器,还包括四通阀、气液分离器、储液器和上述的空气源热回收系统;
[0038] 所述水侧换热器具有液态冷媒入口、液态冷媒出口以及气态冷媒管口,所述四通阀的四个接口分别与所述压缩机的出气口、所述部分热回收器的冷媒侧入口、所述气液分离器的入口和所述水侧换热器的气态冷媒管口连接,所述压缩机的吸气口与所述气液分离器的出口连接;
[0039] 所述气液分离装置的第二管口与所述空气侧换热器的气态冷媒管口连接,所述空气侧换热器的液态冷媒管口通过管路与所述经济器的被冷却侧冷媒入口连接且在该管路上设有第一单向阀,所述空气侧换热器的液态冷媒管口通过管路与所述水侧换热器的液态冷媒入口连接且在该管路上设有方向呈背向串联的第二单向阀和第三单向阀,所述第二单向阀与第三单向阀之间的管路通过一第二分管路与所述经济器的被冷却侧冷媒出口连接,所述第二分管路上设有一第二节流元件和与所述第二节流元件并联的第三电磁阀;所述压缩机设有经济器补气口,所述经济器的蒸发侧冷媒出口与所述压缩机的经济器补气口连接;所述储液器的出口连接有一第四单向阀,所述第四单向阀通过管路与所述经济器的被冷却侧冷媒入口与所述第一单向阀之间的管路连接,所述储液器的入口与所述水侧换热器的液态冷媒出口连接;所述排液电磁阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀分别与所述电控器电连接。
[0040] 优选地,所述部分热回收器安装在所述空气侧换热器下方,且两者在竖直方向存在1.5〜2.0米的高度差。
[0041] 本发明提供的热泵机组,由于采用了上述空气源热回收系统配合四通阀、气液分离器等部件,形成新的冷媒循环回路,在机组制冷模式下运行时,热回收量大大提升,可占制冷量的10〜15% ;而且可有效避免部分热回收器内气态冷媒发生冷凝凝液,管路压降过大,影响整机性能、压缩机回油的问题;此外,也方便经济器运行,机组能力、能效也是高于常规不带经济器机组的,且压缩机选型型号可以偏小,大大节约成本。
[0042] 本发明目的之五在于提供一种在制冷、制热模式下均能开启部分热回收功能的热泵机组,包括电控器、压缩机、水侧换热器、空气侧换热器,还包括四通阀、气液分离器、储液器和上述的空气源热回收系统;
[0043] 所述水侧换热器具有液态冷媒入口、液态冷媒出口以及气态冷媒管口,所述四通阀的四个接口分别与所述气液分离装置的第二管口、所述空气侧换热器的气态冷媒管口、所述气液分离器的入口和所述水侧换热器的气态冷媒管口连接,所述压缩机的吸气口与所述气液分离器的出口连接,所述压缩机的出气口与所述部分热回收器的冷媒侧入口连接;
[0044] 所述空气侧换热器的液态冷媒管口通过管路与所述经济器的被冷却侧冷媒入口连接且在该管路上设有第一单向阀,所述空气侧换热器的液态冷媒管口通过管路与所述水侧换热器的液态冷媒入口连接且在该管路上设有方向呈背向串联的第二单向阀和第三单向阀,所述第二单向阀与第三单向阀之间的管路通过一第二分管路与所述经济器的被冷却侧冷媒出口连接,所述第二分管路上设有一第二节流元件和与所述第二节流元件并联的第三电磁阀;所述压缩机设有经济器补气口,所述经济器的蒸发侧冷媒出口与所述压缩机的经济器补气口连接;所述储液器的出口连接有一第四单向阀,所述第四单向阀通过管路与所述经济器的被冷却侧冷媒入口与所述第一单向阀之间的管路连接,所述储液器的入口与所述水侧换热器的液态冷媒出口连接;所述排液电磁阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀分别与所述电控器电连接。
[0045] 优选地,所述部分热回收器安装在所述空气侧换热器下方,两者在竖直方向存在
1.5〜2.0米的高度差。
[0046] 本发明提供的热泵机组,由于采用了上述空气源热回收系统并配合四通阀、气液分离器等部件形成新的循环回路,在制冷、制热模式下均能开启部分热回收功能,热回收量大大提升,可占制冷量的10〜16% ;而且可有效避免部分热回收器内气态冷媒发生冷凝凝液,管路压降过大而影响整机性能、压缩机回油的问题;此外,也方便经济器运行,机组能力、能效也是高于常规不带经济器机组的,且压缩机选型型号可以偏小,大大节约成本。
附图说明
[0047] 图1为常规空气源冷水或热泵机组的制冷剂循环的压-焓图;
[0048] 图2为常规带部分热回收功能的空气源冷水或热泵机组结构位置示意图;
[0049] 图3为现有部分厂家为解决带部分热回收功能的空气源冷水或热泵机组制冷运行时,部分热回收器冷凝凝液,影响整机性能和压缩机回油问题,做的一种常规解决方案的结构示意图;
[0050] 图4为本发明实施例提供的气液分离装置的结构示意图;
[0051] 图5为图4中气液分离装置的存液管及双浮球液位开关的装配结构示意图;
[0052]图6为本发明实施例提供的空气源热回收系统的结构原理图;
[0053]图7为本发明实施例提供的带部分热回收功能的冷水机组的结构原理图;
[0054]图8为本发明实施例提供的只在制冷模式时具有部分热回收功能的热泵机组的结构原理图;
[0055]图9为本发明实施例提供的在制冷、制热模式下均能开启部分热回收功能的热泵机组的结构原理图;
[0056] 图1Oa至图1Oc为图4所不的气液分离器中双浮球液位开关动作不意图。
具体实施方式
[0057] 为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0058] 请一并参阅图4与图5,现对本发明提供的气液分离装置进行说明。所述气液分离装置7包括三通管71,所述三通管71具有所述第一管口 711、第二管口 712和第三管口713。所述第三管口 713上设有一段用于储存液态冷媒的存液管72。在本发明较佳实施方式中,该三通管71为T形三通管,在其它实施例中,也可以为Y形三通管。存液管72 —般选用铜管,所述存液管72焊接于所述第三管口 713上,该存液管72远离第三关口 713的底端通过端盖74封闭。对应地,所述端盖74焊接于存液管72的底端。所述存液管72上靠近底端的管壁设有与其内腔相通的排液口 720,与所述排液口 720相连有排液电磁阀80,该排液电磁阀80用于控制与所述排液口 720连接的管路通断。所述存液管72内设有与所述电控器电连接的用以控制所述排液磁阀80的通断的液位开关73。所述液位开关73包括可以分别输出电信号的低位开关732和高位开关731。
[0059] 为便于使用过程中对所述液位开关73进行拆卸和维护,在本发明较佳实施方式中,所述低位开关732与所述高位开关731均通过法兰750及螺栓751连接于所述端盖74上。所述端盖74上开设有通孔740,该通孔740的孔径大于所述浮球型液位开关的浮球直径。这样,不用拆卸端盖就可以很方便地对浮球型液位开关进行拆卸、维护或更换。
[0060] 请一并参阅图10a-10C,所述低位开关732和高位开关731优选为浮球型液位开关,使用过程中,所述气液分离装置7内的液态冷媒,通过浮力使得浮球上下浮动,从而触发该浮球对应的输出电信号开关量动作,每个浮球都可以单独向电控器输出一个开关量电信号,以利电控器据此来控制所述第一电磁阀81的通断电。具体地,当高位开关731向上触发动作,代表气液分离装置7中液态冷媒液位高度达到高液位;当低位开关732向下触发动作,代表气液分离装置7中液态冷媒液位高度低到低液位。这样,靠液态冷媒的浮力来使浮球上升或者下降,从而触发该浮球对应位置的开或关电信号,并输出给电控器,以使电控器能够快速准确地判断是否有冷凝凝液产生以及凝液冷媒的量。
[0061] 本发明提供的气液分离装置的低液位开关732和高液位开关731能同时检测两个液位,输出两个开关量信号,于是可以通过控制程序很便捷地判断部分热回收器中是否有冷凝凝液发生,以及凝液冷媒是否足够系统中的经济器使用,以避免无液排液、有液不排的情况发生;其电控逻辑控制简单、有效,成本低廉,利用该装置,空调系统的可靠性能够得到提升,做到有液排液、无液不排液,不影响主路系统运行。其中,排液电磁阀80的通断根据下面逻辑执行:
[0062] 当存液管72内的液位高于高液位时,排液电磁阀80通电,开始排液;
[0063] 当存液管72内的液位低于低液位时,排液电磁阀80断电,无液排出;
[0064] 当存液管72内的液位在高液位与低液位之间时,排液电磁阀80保持当前状态,不动作。
[0065] 请参阅图6,为本发明提供的一种空气源热回收系统结构原理图,该空气源热回收系统200包括部分热回收器4、经济器5和上述的气液分离装置7以及第一节流元件61,所述部分热回收器4具有冷媒侧入口 411和冷媒侧出口 412以及水侧入口 421和水侧出口422,所述经济器5具有被冷却侧冷媒入口 511、被冷却侧冷媒出口 512、蒸发侧冷媒入口 521和蒸发侧冷媒出口 522 ;所述部分热回收器4的冷媒侧出口 412通过管路与所述气液分离装置7的第一管口 711连接,所述气液分离装置7的排液口 720通过管路与所述经济器5的蒸发侧冷媒入口 521连接且在该管路上沿液相冷媒流向依次设有所述排液电磁阀80、第一电磁阀81和所述第一节流元件61 ;在所述排液电磁阀80与第一电磁阀81连接的管路通过第一分管路121与所述经济器被冷却侧冷媒出口 512连接,在该第一分管路121上还设有第二电磁阀82。
[0066] 在本发明的较佳实施例中,所述经济器5的高度与所述部分热回收器4的安装位置高度相等,使得两者之间无高度差,于是系统管路中不存在压降过大的问题,因此也不存在影响整机性能和压缩机回油的问题。
[0067] 本发明提供的空气源热回收系统,应用在冷水机组或者热泵机组中时,在运行过程中包含以下四种状态:
[0068] 状态一:请参见图6及图10a,当部分热回收器4开启,且气液分离装置7中液位高度使得高位开关731向上触发动作后,若机组是经济器5开启模式运行:排液电磁阀80开启排液,第一电磁阀81开启,运行经济器5,第二电磁阀82关闭。请参见图10c,气液分离装置7中,液位高度下降到高液位和低液位之间时,即高位开关731向下触发动作,低位开关732向上触发动作状态,排液电磁阀80的控制逻辑是:不动作,保持之前状态;
[0069] 状态二:请参见图6及图10b,当部分热回收器4关闭,或者开启,但气液分离装置7中液位高度使得低位开关732向下触发动作后,若机组是经济器5开启模式运行:排液电磁阀80关闭,不排液,第一电磁阀81开启,运行经济器5,第二电磁阀82开启,供液给经济器5的蒸发侧。请参见图10c,气液分离装置7中,液位高度上升到高液位和低液位之间时,即高位开关731向下触发动作,低位开关732向上触发动作状态,排液电磁阀80的控制逻辑是:不动作,保持之前状态。
[0070] 状态三:请参见图6及图10a,当部分热回收器4开启,且气液分尚装置7中液位高度使得高位开关731向上触发动作后,若机组是经济器5关闭模式运行:排液电磁阀80开启排液,第一电磁阀81关闭,不运行经济器5,第二电磁阀82开启。请参见图10c,气液分离装置7中,液位高度下降到高液位和低液位之间时,即高位开关731向下触发动作,低位开关732向上触发动作状态,排液电磁阀80的控制逻辑是:不动作,保持之前状态。
[0071] 状态四:又请参见图6及图10b,当部分热回收器4关闭,或者开启,但气液分离装置7中液位高度使得低位开关732向下触发动作后,若机组是经济器5关闭模式运行:排液电磁阀80关闭,不排液,第一电磁阀81关闭,不运行经济器5,第二电磁阀82关闭。请参见图10c,气液分离装置7中,液位高度上升到高液位和低液位之间时,即高位开关731向下触发动作,低位开关732向上触发动作状态,排液电磁阀80的控制逻辑是:不动作,保持之前状态。
[0072] 此外,本发明提供的空气源热回收系统可以通过增大部分热回收器4换热面积、降低水侧进水温度、提高水流量等方式提升部分热回收器4水侧负荷来提高提升部分热回收器4的热回收量。
[0073] 本发明提供的空气源热回收系统,当在部分热回收器4中冷媒发生冷凝凝液,凝液量占系统冷媒总循环量的10〜15%左右,凝液的液态冷媒,经气液分尚装置7分尚后,通过第一节流元件61降压降温后,作为经济器5的蒸发侧冷媒,进入经济器5中蒸发吸热,对被冷却侧冷媒进行过冷。从而彻底解决常规空气源带部分热回收功能的机组发生冷凝凝液的问题,造成管路压降过大而影响机组性能、回油的问题;还能大幅提升热回收量,根据空气源机组,标准设计工况计算,相比回收掉全部过热段负荷的部分热回收机组,本发明提供的空气源热回收系统还可回收部分潜热,提升的回收量为制冷量的10〜16% ;再者,由于部分热回收器4中就回收了 10〜15%的潜热,冷凝器的负荷降低,冷凝器出口冷媒过冷度会增加,系统能力、能效都会提高;此外,还方便经济器5运行,系统能力、能效高于常规无经济器机组,且压缩机选型可以偏小,大大节约成本。
[0074] 本发明还提供一种冷水机组,请参阅图7,该冷水机组包括电控器(图中未示)、压缩机1、水侧换热器2、空气侧换热器3,还包括上述的空气源热回收系统200 ;所所述压缩机I具有吸气口 11、排气口 12和经济器补气口 13,所述部分热回收器4的冷媒侧入口 411通过管路与所述压缩机I的排气口 12连接,所述气液分离装置7的第二管口 712与所述空气侧换热器3的气态冷媒管口 31连接,所述空气侧换热器3的液态冷媒管口 32通过管路与所述经济器5的被冷却侧冷媒入口 511连接,所述经济器5的被冷却侧冷媒出口 512通过管路与所述水侧换热器2的液态冷媒管口 22连接且该管路上还设有第二节流元件62 ;所述经济器5的蒸发侧冷媒出口 522与所述压缩机I的经济器补气口 13连接,所述水侧换热器2的气态冷媒管口 21与所述压缩机I的吸气口 11连接;所述排液电磁阀80、第一电磁阀81、第二电磁阀82分别与所述电控器电连接。
[0075] 所述部分热回收器4安装在所述空气侧换热器3下方,两者在竖直方向存在
1.5〜2.0米的高度差。优选地,所述经济器5的安装位置高度与所述部分热回收器4相等,使得两者之间无高度差,从而彻底解决常规空气源带部分热回收功能机组冷凝凝液的冋题。
[0076] 为节约成本,所述排液电磁阀80与第一电磁阀81均优选为单向截断电磁阀,其安装方向为所述气液分离装置7到所述经济器5方向。所述第二电磁阀82为不通电时双向均截断的双向截断电磁阀。
[0077] 本发明还提供一种只在制冷模式下具有部分热回收功能的热泵机组,请参阅图8,该种热泵机组包括电控器(图中未示)、压缩机1、水侧换热器3、空气侧换热器3,还包括四通阀100、气液分离器91、储液器92和上述的空气源热回收系统200 ;
[0078] 所述水侧换热器2设有气态冷媒管口 201、液态冷媒入口 202以及液态冷媒出口203,所述四通阀100的四个接口即第一接口 101、第二接口 102、第三接口 103、第四接口104分别与所述压缩机I的出气口 12、所述部分热回收器4的冷媒侧入口 411、所述气液分离器91的入口 911和所述水侧换热器2的气态冷媒管口 201连接,所述压缩机I的吸气口11与所述气液分离器91的出口 912连接;
[0079] 所述气液分离装置7的第二管口 712与所述空气侧换热器3的气态冷媒管口 31连接,所述空气侧换热器3的液态冷媒管口 32通过管路与所述经济器5的被冷却侧冷媒入口 511连接且在该管路上设有第一单向阀111,所述空气侧换热器3的液态冷媒管口 32通过管路与所述水侧换热器2的液态冷媒入口 202连接且在该管路上设有方向呈背向串联的第二单向阀112和第三单向阀113,所述第二单向阀112与第三单向阀113之间的管路通过第二分管路122与所述经济器5的被冷却侧冷媒出口 512连接,该第二分管路122上设有第二节流元件62和与所述第二节流元件62并联的第三电磁阀83 ;所述压缩机I设有经济器补气口 13,所述经济器5的蒸发侧冷媒出口 522与该经济器补气口 13连接;所述储液器92的出口 922连接有一第四单向阀114,所述第四单向阀114通过管路与所述经济器5的被冷却侧冷媒入口 511与所述第一单向阀111之间的管路连接,所述储液器92的入口 921与所述水侧换热器2的液态冷媒出口 203连接;
[0080] 为节约成本,所述第一电磁阀81优选为单向截断电磁阀,其安装方向为所述气液分离装置7到所述经济器5方向。排液电磁阀80、第二电磁阀82均为不通电时双向截断的电磁阀,所述排液电磁阀80、第一电磁阀81、第二电磁阀82、第三电磁阀83分别与所述电控器电连接。
[0081] 所述部分热回收器4安装在所述空气侧换热器3下方,两者在竖直方向存在
1.5〜2.0米的高度差。优选地,所述经济器5的安装位置高度与所述部分热回收器4相等,使得两者之间无高度差,从而彻底解决常规空气源带部分热回收功能机组冷凝凝液的冋题。
[0082] 本发明还提供另一种热泵机组,请参阅图9,该种热泵机组与上述只在制冷模式下具有部分热回收功能的热泵机组相比,可以在制冷、制热模式下均能开启部分热回收功能,其区别仅仅在于四通阀100在循环回路上的连接位置不同。具体来说,本实施例中的,四通阀100的四个接口即第一接口 101、第二接口 102、第三接口 103、第四接口 104分别与所述气液分离装置7的第二管口 712、所述空气侧换热器3的气态冷媒管口 31、所述气液分离器91的入口 911和所述水侧换热器2的气态冷媒管口 201连接;而所述压缩机I的出气口 12与所述部分热回收器4的冷媒侧入口 411连接;其余的结构均与图8中的只在制冷模式下具有部分热回收功能的热泵机组的结构相同,此处不再赘述。
[0083] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气液分离装置,其特征在于:包括三通管,所述三通管设有用作气液两相冷媒入口的第一管口、用作气相冷媒出口的第二管口及用作液相冷媒出口的第三管口,所述第三管口焊接有一段用于储存液态冷媒的存液管,所述存液管上远离第三管口的底端封闭且靠近该底端设有与所述存液管的内腔相通的排液口 ;与所述排液口相连有一控制与所述排液口连接的管路通断的排液电磁阀,所述存液管内设有用于控制所述排液电磁阀通断的液位开关; 所述液位开关包括可以分别输出电信号的高位开关和低位开关,所述高位开关和低位开关固定连接于所述存液管上; 所述低液位开关和所述高液位开关均为浮球型开关,所述存液管远离第三管口的底端通过端盖封闭,所述高位开关和低位开关固接于所述端盖上。
2.如权利要求1所述的气液分离装置,其特征在于:所述端盖开设有通孔,所述通孔的孔径大于所述浮球型液位开关的浮球的直径。
3.一种空气源热回收系统,包括部分热回收器及经济器,其特征在于:还包括如权利要求I或2所述的气液分离装置及第一节流元件,所述部分热回收器具有冷媒侧入口和冷媒侧出口以及水侧入口和水侧出口,所述经济器具有被冷却侧冷媒入口和被冷却侧冷媒出口以及蒸发侧冷媒入口和蒸发侧冷媒出口 ;所述部分热回收器的冷媒侧出口通过管路与所述气液分离装置的第一管口连接,所述气液分离装置的排液口通过管路与所述经济器的蒸发侧冷媒入口连接且在该管路上沿液相冷媒流向依次设有所述排液电磁阀、第一电磁阀和所述第一节流元件;在所述排液电磁阀与第一电磁阀连接的管路通过一第一分管路与所述经济器被冷却侧冷媒出口连接,所述第一分管路上还设有第二电磁阀。
4.如权利要求3所述的空气源热回收系统,其特征在于:所述经济器的位置高度与所述部分热回收器的位置高度相等。
5.一种冷水机组,包括电控器、压缩机、水侧换热器、空气侧换热器,其特征在于:还包括如权利要求3或4所述的空气源热回收系统; 所述部分热回收器的冷媒侧入口通过管路与所述压缩机的排气口连接,所述气液分离装置的第二管口与所述空气侧换热器的气态冷媒管口连接,所述空气侧换热器的液态冷媒管口通过管路与所述经济器的被冷却侧冷媒入口连接,所述经济器的被冷却侧冷媒出口通过管路与所述水侧换热器的液态冷媒管口连接且该管路上还设有第二节流元件;所述压缩机设有经济器补气口,所述经济器的蒸发侧冷媒出口与所述压缩机的经济器补气口连接,所述水侧换热器的气态冷媒管口与所述压缩机的吸气口连接;所述排液电磁阀、第一电磁阀、第二电磁阀分别与所述电控器电连接。
6.如权利要求5所述的冷水机组,其特征在于:所述部分热回收器安装在所述空气侧换热器下方,且两者在竖直方向存在1.5〜2.0米的高度差。
7.一种热泵机组,包括电控器、压缩机、水侧换热器、空气侧换热器,其特征在于:还包括四通阀、气液分离器、储液器和如权利要求3或4所述的空气源热回收系统; 所述水侧换热器具有液态冷媒入口、液态冷媒出口以及气态冷媒管口,所述四通阀的四个接口分别与所述压缩机的出气口、所述部分热回收器的冷媒侧入口、所述气液分离器的入口和所述水侧换热器的气态冷媒管口连接,所述压缩机的吸气口与所述气液分离器的出口连接; 所述气液分离装置的第二管口与所述空气侧换热器的气态冷媒管口连接,所述空气侧换热器的液态冷媒管口通过管路与所述经济器的被冷却侧冷媒入口连接且在该管路上设有第一单向阀,所述空气侧换热器的液态冷媒管口通过管路与所述水侧换热器的液态冷媒入口连接且在该管路上设有方向呈背向串联的第二单向阀和第三单向阀,所述第二单向阀与第三单向阀之间的管路通过一第二分管路与所述经济器的被冷却侧冷媒出口连接,所述第二分管路上设有一第二节流元件和与所述第二节流元件并联的第三电磁阀;所述压缩机设有经济器补气口,所述经济器的蒸发侧冷媒出口与所述压缩机的经济器补气口连接;所述储液器的出口连接有一第四单向阀,所述第四单向阀通过管路与所述经济器的被冷却侧冷媒入口与所述第一单向阀之间的管路连接,所述储液器的入口与所述水侧换热器的液态冷媒出口连接;所述排液电磁阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀分别与所述电控器电连接。
8.如权利要求7所述的热泵机组,其特征在于:所述部分热回收器安装在所述空气侧换热器下方,两者在竖直方向存在1.5〜2.0米的高度差。
9.一种热泵机组,包括电控器、压缩机、水侧换热器、空气侧换热器,其特征在于:还包括四通阀、气液分离器、储液器和如权利要求3或4所述的空气源热回收系统; 所述水侧换热器具有液态冷媒入口、液态冷媒出口以及气态冷媒管口,所述四通阀的四个接口分别与所述气液分离装置的第二管口、所述空气侧换热器的气态冷媒管口、所述气液分离器的入口和所述水侧换热器的气态冷媒管口连接,所述压缩机的吸气口与所述气液分离器的出口连接,所述压缩机的出气口与所述部分热回收器的冷媒侧入口连接; 所述空气侧换热器的液态冷媒管口通过管路与所述经济器的被冷却侧冷媒入口连接且在该管路上设有第一单向阀,所述空气侧换热器的液态冷媒管口通过管路与所述水侧换热器的液态冷媒入口连接且在该管路上设有方向呈背向串联的第二单向阀和第三单向阀,所述第二单向阀与第三单向阀之间的管路通过一第二分管路与所述经济器的被冷却侧冷媒出口连接,所述第二分管路上设有一第二节流元件和与所述第二节流元件并联的第三电磁阀;所述压缩机设有经济器补气口,所述经济器的蒸发侧冷媒出口与所述压缩机的经济器补气口连接;所述储液器的出口连接有一第四单向阀,所述第四单向阀通过管路与所述经济器的被冷却侧冷媒入口与所述第一单向阀之间的管路连接,所述储液器的入口与所述水侧换热器的液态冷媒出口连接;所述排液电磁阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀分别与所述电控器电连接。
10.如权利要求9所述的热泵机组,其特征在于:所述部分热回收器安装在所述空气侧换热器下方,两者在竖直方向存在1.5〜2.0米的高度差。
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