CN104215003A - 储液器和空调设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种储液器和空调设备。储液器包括：筒体；平衡管，与筒体连接，用于液态制冷剂进出筒体；换热管，换热管的至少一部分设置在筒体内。本发明中的储液器解决了现有技术中的储液器不能完全释放因制冷剂过多而增加的压力的问题。同时具有体积小、不增加系统制冷剂充注量、不增加系统管路流程、安装方便、成本低的特点。

Description

储液器和空调设备

技术领域

本发明涉及空调领域，特别是涉及一种储液器和空调设备。

背景技术

热泵型空调由于蒸发器及冷凝器的设计负荷不同，导致二者容量存在差异，通常来说，冷凝器的容量大于蒸发器的容量。由于蒸发器与冷凝器的容量存在差异，导致空调系统在制冷运行和制热运行时所需的制冷剂的充注量不同，特别是在制热运行时系统中制冷剂过多，系统运行压力过高的问题。为了增加系统的稳定性，现有技术中通常在系统中增设储液器，以平衡空调系统的压力。

如图1示出了现有技术中的一种储液器的结构示意图。如图1所示，筒体10包括上筒体11和下筒体12，其中，上筒体11上分别设有进液管61和出液管62。其中，进液管61接冷凝器的出液，出液管62接节流元件。在工作状态下，储液器的上腔为饱和的气态制冷剂，下腔为饱和的液态制冷剂。当系统的压力增大时，筒体10中的液面上升（即压缩上腔的气态制冷剂的体积），从而释放系统中的高压的液态制冷剂，减缓压力增大的幅度，防止系统压力过高。

申请号为201220511875.4的中国专利申请，也公开了一种换热型储液器。该换热型储液器的壳体上仍然安装有进液管和出液管，其储液原理与图1中的原理相同。与图1中的储液器不同的是，在壳体内还安装有散热盘管，从而使进入储液器的高压气液混合制冷剂与进入换热盘管的低压气液混合制冷剂进行热交换，实现机组制冷剂过冷或适当过热，从而降低机组系统冷凝温度，提高蒸发温度，增加循环中的制冷剂（焓）值，机组制冷量提高17%，压缩机功率降低2.8%，机组比提高20%。

然而，现有技术中的上述储液器存在以下缺陷：（1）现有技术中的储液器只能减缓系统压力增大的幅度，不能完全释放因制冷剂过多而增加的压力；（2）现有技术中的储液器为实现正常工作，其容积一般为系统制冷剂总充注量的40%-80%，其体积较大，成本较高；（3）现有技术中的储液器串联在制冷系统中，参与制冷剂循环，相当于增大了系统总容量，系统正常运行必须额外冲入制冷剂，增大了系统制冷剂充注量，增加了系统成本；（4）现有技术中的储液器用于热泵系统中，必须在系统中增加两个单向阀以及两个三通及旁通管路以切换制冷剂流向，从而保证无论制冷运行还是制热运行制冷剂始终由进液管进出液管出。这样就增加了系统复杂程度，增大了系统阻力，增加了系统成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、体积小、可完全释放因制冷剂过多而增加的压力、成本低的储液器和空调设备。

为解决上述技术问题，作为本发明的第一个方面，提供了一种储液器，包括：筒体；平衡管，与筒体连接，用于液态制冷剂进出筒体；换热管，换热管的至少一部分设置在筒体内。

进一步地，在制冷工况时，换热管使筒体内的液态制冷剂气化，以通过平衡管排出存储在筒体内的至少一部分液态制冷剂。

进一步地，在制热工况时，换热管使筒体内的气态制冷剂液化，以使外部的液态制冷剂通过平衡管流入并存储在筒体中。

进一步地，换热管为直管、或螺旋管、或迂回管。

进一步地，筒体包括相互连接的上筒体和下筒体，上筒体上开设有第一孔，下筒体上开设有第二孔，换热管的一端与第一孔连接，换热管的另一端与第二孔连接。

进一步地，第一孔和/或第二孔处设置有翻边，换热管与翻边焊接密封。

进一步地，下筒体的侧壁上开设有第三孔，平衡管与第三孔密封连接。

进一步地，第三孔处设置有翻边，平衡管与翻边焊接。

进一步地，储液器还包括接管，第一孔和/或第二孔的外侧安装有一个接管。

作为本发明的第二个方面，提供了一种空调设备，包括压缩机、储液器和冷凝器，该储液器是上述的储液器，压缩机通过储液器的换热管与冷凝器的一端连接，冷凝器的另一端与储液器的平衡管连接。

本发明解决了现有技术中的储液器不能完全释放因制冷剂过多而增加的压力的问题。同时具有体积小、不增加系统制冷剂充注量、不增加系统管路流程、安装方便、成本低的特点。

附图说明

图1示意性示出了现有技术中的储液器的结构示意图；

图2示意性示出了本发明中的第一实施例中的储液器的结构示意图；

图3示意性示出了本发明中的第二实施例中的储液器的结构示意图；

图4示意性示出了本发明中的第三实施例中的储液器的结构示意图；

图5示意性示出了本发明中的第四实施例中的储液器的结构示意图；

图6示意性示出了本发明中的第五实施例中的储液器的结构示意图；

图7示意性示出了本发明中的空调设备在制冷循环时的原理图；以及

图8示意性示出了本发明中的空调设备在制热循环时的原理图。

图中附图标记：10、筒体；11、上筒体；12、下筒体；13、筒身；14、端盖；20、平衡管；30、换热管；40、接管；50、压缩机；60、储液器；61、进液管；62、出液管；70、冷凝器；80、气液分离器；90、蒸发器；100、四通换向阀；110、过滤器；120、单向阀；130、制冷毛细管；140、制热毛细管。

具体实施方式

以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

作为本发明的第一方面，请参考图2至图6，提供了一种储液器（特别地，可应用于热泵型空调系统中），包括：筒体10；平衡管20，与筒体10连接，用于液态制冷剂进出筒体10；换热管30，换热管30设的至少一部分置在筒体10内。

优选地，在制冷工况时，换热管30使筒体10内的液态制冷制气化，以通过平衡管20排出存储在筒体10内的至少一部分液态制冷剂。

优选地，在制热工况时，换热管30使筒体10内的气态制冷制液化，以使外部的液态制冷剂通过平衡管20流入并存储在筒体10中。

使用时，换热管30的一端与空调设备中的四通换向阀相接，另一端与冷凝器的一端相接，平衡管20与冷凝器及蒸发器之间的液管连接管相连接。

制冷运行时，换热管30与压缩机的排气相通，此时，换热管30内为高温过热气态制冷剂；平衡管20与冷凝器的出液相通，筒体10内为低温饱和液态制冷剂。换热管30外的低温饱和液态制冷剂与换热管30内的高温过热气态制冷剂进行换热，于是，换热管30外的低温饱和液态制冷器吸热气化，并最终使筒体10内充满气态制冷剂。由于筒体10是密封的，其内部仅通过平衡管20与外部连接，因此，当气态制冷剂体积增大后，就会将原先储存于筒体10内的液态制冷剂排出，从而达到平衡。可见，制冷运行时，筒体10内没有储液。

制热运行时，在四通换向阀的切换作用下，换热管30与压缩机的吸气相通，换热管30内为低温的气态制冷剂；平衡管20与蒸发器的出液相通，筒体10内为高温的液态制冷剂。于是，换热管30外的高温液态制冷剂与换热管30内的低温气态制冷剂进行换热，使换热管30外的高温液态制冷剂进一步降温而不会在换热管30外的筒体10内生成气态制冷剂（也会使原先存储在换热管30外的筒体10内的气态制冷剂液化），最终使筒体10内充满液态制冷剂，从而达到平衡。可见，制热运行时，筒体10内将储满液态制冷剂。

可见，本发明中的储液器解决了现有技术中的储液器不能完全释放因制冷剂过多而增加的压力的问题。同时具有体积小、不增加系统制冷剂充注量、不增加系统管路流程、安装方便、成本低的特点。

优选地，换热管30为直管（如图2）、或螺旋管（如图3和图4）、或迂回管（如图5和图6）。其中，图5和图6中所示的迂回管形式，具有类似S形的连接弯折结构。

在图2所示的实施例中，筒体10沿其轴线方向在其上下两端具有缩口，筒体10在其两端缩口处设置有具有翻边的第一孔和第二孔。筒体10在其侧面的筒壁上垂直于其轴线的方向上设置有具有翻边的第三孔。其中，换热管30为一长直管，其管贯穿筒体10顶部的第一孔及底部的第二孔，且在相应的翻边处与筒体10焊接而密封起来。同时，平衡管20与筒体10在侧面的第三孔处焊接密封。

如图3和图5所示，在一个实施例中，筒体10包括相互连接的上筒体11和下筒体12，上筒体11上开设有第一孔，下筒体12上开设有第二孔，换热管30的一端与第一孔连接，换热管30的另一端与第二孔连接。优选地，储液器还包括接管40，第一孔和/或第二孔的外侧安装有一个接管40。优选地，第一孔和/或第二孔处设置有翻边，换热管30与翻边焊接密封。优选地，下筒体12的侧壁上开设有第三孔，平衡管20与第三孔密封连接。优选地，第三孔处设置有翻边，平衡管20与翻边焊接。

其中，上筒体11的一端为封头、另一端为开口，封头处设置有具有翻边的第一孔。下筒体12的一端为封头、另一端为扩口，封头处设置有具有翻边的第二孔。在下筒体12的侧面筒壁上垂直于其轴线的方向设置有具有翻边的第三孔。特别地，其中的换热管30可为螺旋状管或迂回状管，当然也可以是直管。换热管30安装于上、下筒体内并穿过第一孔和第二孔。上筒体11的开口处与下筒体12的扩口处焊接密封。其中，换热管30分别与第一孔及第二孔的翻边处焊接密封，平衡管与第三孔的翻边处焊接密封，接管40与第一孔、第二孔的翻处焊接密封。

如图4和图6所示，在一个实施例中，筒体10包括筒身13和安装在筒身13上下两端的端盖14。上部的端盖14和下部的端盖14上分别开设有第一孔和第二孔，在筒身13的下侧筒壁上开设有第三孔。特别地，第一孔、第二孔和第三孔可以具有翻边。换热管30的两端分别与第一孔、第二孔焊接密封，平衡管20与第三孔焊接密封。特别地，在第一孔和第二孔的外侧还分别焊接有一个接管40。

作为本发明的第二方面，请参考图7和图8，提供了一种空调设备，包括压缩机50、储液器60和冷凝器70，该储液器60是上述的储液器，压缩机50通过储液器60的换热管30与冷凝器70的一端连接，冷凝器70的另一端与储液器60的平衡管20连接。

使用时，换热管30的一端与空调设备中的四通换向阀100相接，另一端与冷凝器70的一端相接，平衡管20与冷凝器70及蒸发器90之间的液管连接管相连接。

特别地，压缩机50通过气液分离器80与四通换向阀100连接。冷凝器70的另一端依次通过制热毛细管140、一个过滤器110、另一个过滤器110和制冷毛细管130与蒸发器90的一端连接，蒸发器90的另一端与四通换向阀100的一个端口连接。

该空调设备还包括两个单向阀120，其中，一个单向阀120与制热毛细管140及该一个过滤器110并联，另一个单向阀120与该另一个过滤器110及制冷毛细管130并联。平衡管20与两个过滤器110之间的管路连接。

请参考图7，制冷运行时，换热管30与压缩机50的排气相通，此时，换热管30内为高温过热气态制冷剂；平衡管20与冷凝器70的出液相通，筒体10内为低温饱和液态制冷剂。换热管30外的低温饱和液态制冷剂与换热管30内的高温过热气态制冷剂进行换热，于是，换热管30外的低温饱和液态制冷器吸热气化，并最终使筒体10内充满气态制冷剂。由于筒体10是密封的，其内部仅通过平衡管20与外部连接，因此，当气态制冷剂体积增大后，就会将原先储存于筒体10内的液态制冷剂排出，从而达到平衡。可见，制冷运行时，筒体10内没有储液。

请参考图8，制热运行时，在四通换向阀100的切换作用下，换热管30与压缩机50的吸气相通，换热管30内为低温的气态制冷剂；平衡管20与蒸发器90的出液相通，筒体10内为高温的液态制冷剂。于是，换热管30外的高温液态制冷剂与换热管30内的低温气态制冷剂进行换热，使换热管30外的高温液态制冷剂进一步降温而不会在换热管30外的筒体10内生成气态制冷剂（也会使原先存储在换热管30外的筒体10内的气态制冷剂液化），最终使筒体10内充满液态制冷剂，从而达到平衡。可见，制热运行时，筒体10内将储满液态制冷剂。

可见，本发明不需要依靠系统压力的增加，而是依靠热交换来控制储液器内的气态制冷剂的量，以达到利用气态制冷剂所占据的体积大小，控制进入储液器内的液态制冷剂的多少。

本发明具有以下有益效果：

（1）现有技术中的储液器的液面随系统压力的波动而变动，其储液的前提是系统的压力增加，因此不能完全释放系统的压力。本发明中的储液器在制冷时不储液，在制热时储液，不随系统压力的改变而改变，可完全释放系统压力。

（2）现有技术中的储液器的容积一般为系统制冷剂总充注量的40%-80%，体积大、成本高。本发明中的储液器的容积为制冷和制热运行所需制冷剂的差额，一般仅为系统制冷剂总充注量的10%-20%，体积小、成本低。

（3）现有技术中的储液器参与制冷剂循环，增加了系统的总容量，增大了系统的制冷剂充注量，增加了系统的成本。本发明中的储液器不参与制冷剂循环，系统无需额外增加制冷剂充注。

（4）现有技术中的储液器由于其参与制冷循环，系统必须增加两个单向阀、两个三通以及旁通管路，以保证制冷和制热运行时制冷剂均由储液器的进液管进、出液管出，因而，增大了系统的阻力和成本。本发明中的储液器不参与制冷循环，仅需额外增加一根接入系统的平衡管，安装十分方便，不会增加系统的阻力，对系统成本影响较小。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种储液器，其特征在于，包括：

筒体（10）；

平衡管（20），与所述筒体（10）连接，用于液态制冷剂进出所述筒体（10）；

换热管（30），所述换热管（30）的至少一部分设置在所述筒体（10）内。

2.根据权利要求1所述的储液器，其特征在于，在制冷工况时，所述换热管（30）使所述筒体（10）内的液态制冷剂气化，以通过所述平衡管（20）排出存储在所述筒体（10）内的至少一部分液态制冷剂。

3.根据权利要求1所述的储液器，其特征在于，在制热工况时，所述换热管（30）使所述筒体（10）内的气态制冷剂液化，以使外部的液态制冷剂通过所述平衡管（20）流入并存储在所述筒体（10）中。

4.根据权利要求1所述的储液器，其特征在于，所述换热管（30）为直管、或螺旋管、或迂回管。

5.根据权利要求1所述的储液器，其特征在于，所述筒体（10）包括相互连接的上筒体（11）和下筒体（12），所述上筒体（11）上开设有第一孔，所述下筒体（12）上开设有第二孔，所述换热管（30）的一端与所述第一孔连接，所述换热管（30）的另一端与所述第二孔连接。

6.根据权利要求5所述的储液器，其特征在于，所述第一孔和/或所述第二孔处设置有翻边，所述换热管（30）与所述翻边焊接密封。

7.根据权利要求5所述的储液器，其特征在于，所述下筒体（12）的侧壁上开设有第三孔，所述平衡管（20）与所述第三孔密封连接。

8.根据权利要求7所述的储液器，其特征在于，所述第三孔处设置有翻边，所述平衡管（20）与所述翻边焊接。

9.根据权利要求5所述的储液器，其特征在于，所述储液器还包括接管（40），所述第一孔和/或所述第二孔的外侧安装有一个所述接管（40）。

10.一种空调设备，包括压缩机（50）、储液器（60）和冷凝器（70），其特征在于，所述储液器（60）是权利要求1至9中任一项所述的储液器，所述压缩机（50）通过所述储液器（60）的换热管（30）与所述冷凝器（70）的一端连接，所述冷凝器（70）的另一端与所述储液器（60）的平衡管（20）连接。