CN104296826B - 气液分离器及其液位测量装置与液位测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气液分离器液位测量的方法，包括如下步骤：S1、由安装在所述气液分离器上的用以测量液位差压的液位差压测量装置测量所述气液分离器分离的液体的液位差压；S2、由所述液位差压测量装置将其测出的液位差压值送至安装在所述气液分离器上用以将该液位差压值进行换算以求液位高度的控制器。通过对气液分离器中液位高度的精确检测，便于用户对系统进行有效控制，使其能够有效防止压缩机液击现象的发生，提高压缩机的运行安全系数。本发明还涉及一种气液分离器及其液位测量的装置。

Description

气液分离器及其液位测量装置与液位测量方法

技术领域

本发明涉及空调热泵系统领域，尤其涉及一种气液分离器及其液位测量装置与液位测量方法。

背景技术

在冬季或天气较冷的环境，利用空调热泵系统进行制热时，因室外环境温度低，随着空调热泵系统制热能力的衰减，整个系统制热所需要的循环制冷剂减少，而多余的制冷剂大多以液态积存于气液分离器，当工况发生变化或系统运行状态发生剧烈变化时，气液分离器中液态制冷剂可能会回到压缩机，由于液态制冷剂不可压缩的特性，将造成压缩机出现“液击”现象。因此，通过检测气液分离器的液位高度以期对液态制冷剂进行有效控制是非常有必要。但，当前的检测气液分离器的液位高度的方法要么难于实现，要么控制复杂，故，一直难以在空调热泵系统中普及使用。

因此，有必要提供一种技术手段以解决上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供一种气液分离器液位测量的方法，以解决现有技术中难以测量液位高度的问题，同时，还提供一种气液分离及其液位测量的装置。

本发明是这样实现的，一种测量气液分离器液位的方法，包括如下步骤：

S1、由安装在所述气液分离器上的用以测量液位差压的液位差压测量装置测量所述气液分离器分离的液体的液位差压；

S2、由所述液位差压测量装置将其测出的液位差压值送至安装在所述气液分离器上用以将该液位差压值进行换算以求液位高度的控制器；

具体地，在步骤S1中，所述液位差压测量装置通过感应测量所述气液分离器的分离液体上面的压力P1及分离液体底面的压力P2，从而得出液位差压△P=P2－P1。

较佳地，所述液位差压测量装置为一压差传感器，所述压差传感器的一端连接于所述气液分离器分离的液体的底面，另一端选择性地连接于所述气液分离器分离的液体的上面、所述气液分离器用以将分离后的液体输入的输入管路或所述气液分离器用以将分离后的液体输出的输出管路。

较佳地，所述液位差压测量装置包括第一压力传感器及第二压力传感器，所述第一压力传感器连接于所述气液分离器分离的液体的底面，所述第二压力传感器选择性地连接于所述气液分离器分离的液体的上面、所述气液分离器用以将分离后的液体输入的输入管路或所述气液分离器用以将分离后的液体输出的输出管路。

具体地，在步骤S2中，所述控制器通过其配置用以换算液位高度h=△P/ρ液g的功能模块得出液位高度h，ρ液为所述气液分离器分离的液体密度，g=10N/kg。

本发明还涉及一种气液分离器液位测量的装置，包括液位差压测量装置及控制器，液位差压测量装置安装在所述气液分离器上，其用以测量所述气液分离器分离的液体的液位差压；控制器安装在所述气液分离器上，其用以将所述液位差压测量装置测出的液位差压值进行换算以求液位高度，并且其与所述液位差压测量装置电连接。

具体地，所述液位差压测量装置为一压差传感器，所述压差传感器的一端连接于所述气液分离器分离的液体的底面，另一端选择性地连接于所述气液分离器分离的液体的上面、所述气液分离器用以将分离后的液体输入的输入管路或所述气液分离器用以将分离后的液体输出的输出管路。

优选地，所述液位差压测量装置包括第一压力传感器及第二压力传感器，所述第一压力传感器连接于所述气液分离器分离的液体的底面，所述第二压力传感器选择性地连接于所述气液分离器分离的液体的上面、所述气液分离器用以将分离后的液体输入的输入管路或所述气液分离器用以将分离后的液体输出的输出管路。

具体地，所述控制器配置有用以换算液位高度的功能模块及用以显示液位高度值的显示屏。

本发明还涉及一种气液分离器，具有上述的装置。

本发明的技术效果为：通过配置有液位差压测量装置及控制器，以使对气液分离器中液位高度的精确检测，便于用户对系统进行有效控制，使其能够有效防止压缩机液击现象的发生，提高压缩机的运行安全系数。

附图说明

图1为本发明实施例的气液分离器的结构示意图；

图2为本发明实施例的气液分离器液位测量的方法的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。

请参阅图1所示，本发明提供一种气液分离器100，其包括有一本体10及装设于该本体10上的液位测量的装置11，另外，气液分离器100还包括有输入管路30、输出管路40及U形管路50，该U形管路50连接于输入管路30与输出管路40两者，具体地，先由输入管路30输入气液混合冷媒，该气液混合冷媒经气液分离后，其气态冷媒由U形管路50送至输出管路40，再由输出管路40输出。其中，该气液分离器100液位测量的装置11也属于本发明的另一保护点，而该液位测量的装置11包括液位差压测量装置20及控制器60，液位差压测量装置20安装在本体10上，其用以测量气液分离器100分离的液体的液位差压；控制器60安装在本体10上，其用以将液位差压测量装置20测出的液位差压值进行换算以求液位高度，并且其与液位差压测量装置20电连接。通过配置有液位差压测量装置20及控制器60，以使对气液分离器100中液位高度的精确检测，便于用户对系统进行有效控制，使其能够有效防止压缩机液击现象的发生，提高压缩机的运行安全系数。

具体地，该液位差压测量装置20为一压差传感器，压差传感器的一端连接于气液分离器100分离的液体的底面，另一端选择性地连接于气液分离器100分离的液体的上面、气液分离器100用以将分离后的液体输入的输入管路30或气液分离器100用以将分离后的液体输出的输出管路40。而压差传感器的工作原理为：传感器通过一定的设计结构或按规定安装，把压力前后相差的变化转换传感器内置压敏元件的变化，再把输出由压敏元件形变产生微弱信号进行处理调制或再通过模数转换和芯片运算处理，输出模拟信号或数字信号。故此，采用压差传感器，可较为方便快捷地得出液位差压△P，而本案的实施方式也为采用压差传感器。

可选择地，液位差压测量装置20包括第一压力传感器及第二压力传感器，第一压力传感器连接于气液分离器100分离的液体的底面，第二压力传感器选择性地连接于气液分离器100分离的液体的上面、气液分离器100用以将分离后的液体输入的输入管路30或气液分离器100用以将分离后的液体输出的输出管路40。其中，本案中的压力传感器优选为压阻式压力传感器，而该压阻式压力传感器是利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器。故，若采用压力传感器，可以分别测出A、B液面的压力P1、P2，液位差压△P=P2－P1，这样，可以提高测量液位差压△P的精确度。

较佳地，控制器60配置有用以换算液位高度的功能模块及用以显示液位高度值的显示屏。其中，由于控制器60配置有用以换算液位高度h=△P/ρ液g的功能模块，当其接收到液位差压测量装置20发来的液位差压△P时，便可以快速运算得到液位高度h。而控制器60配设有显示屏，为便于用户读取液位高度h。

下面结合图示，对本发明的测量气液分离器100液位测量的工作原理作进一步的描述：

当空调热泵系统进行制热工作时，其控制系统会指令液位差压测量装置20工作，以测出压差△P的大小，然后由液位差压测量装置20把△P数值传入控制器，而控制器60利用其用以换算液位高度h=△P/ρ液g的功能模块便能运算出气液分离器100的液位高度h。另外，因液体密度远大于气体密度，忽略气体高度产生的压力，故得出下式：

P1=Pc

由P2=Pc+ρ液gH

得出P2=P1+ρ液gH

由液位差压测量装置测出△P=P2-P1

△P=ρ液gh

由控制器测出h=△P/ρ液g

其中，H为液面A与液面B的高度差，P1和P2分别为液面A和液面B的压力，Pc为液面上端的压强，ρ液为气液分离器100分离液体的密度，ρ气为气态制冷剂的密度，g=10N/kg，h为液位高度。

请参阅图1及图2所示，本发明还提供一种气液分离器100液位测量的方法，包括如下步骤：

S1、由安装在所述气液分离器10上的用以测量液位差压的液位差压测量装置20测量所述气液分离器10分离的液体的液位差压；

S2、由所述液位差压测量装置20将其测出的液位差压值送至安装在所述气液分离器10上用以将该液位差压值进行换算以求液位高度的控制器60；

通过配置有液位差压测量装置20及控制器60，以使对气液分离器10中液位高度的精确检测，便于用户对系统进行有效控制，使其能够有效防止压缩机液击现象的发生，提高压缩机的运行安全系数。

进一步地，还包括步骤S3、经所述控制器60换算液位高度值后，显示该液位高度值，以便于用户读取数据。

具体地，在步骤S1中，所述液位差压测量装置20通过感应测量所述气液分离器10的分离液体上面的压力P1及分离液体底面的压力P2，从而得出液位差压△P=P2－P1，其中，分离液体的上面，图1中用A表示，而分离液体的底面，图1中用B表示。优选地，该液位差压测量装置20为一压差传感器，压差传感器的一端连接于气液分离器100分离的液体的底面，另一端选择性地连接于气液分离器100分离的液体的上面、气液分离器100用以将分离后的液体输入的输入管路30或气液分离器100用以将分离后的液体输出的输出管路40。而压差传感器的工作原理为：传感器通过一定的设计结构或按规定安装，把压力前后相差的变化转换传感器内置压敏元件的变化，再把输出由压敏元件形变产生微弱信号进行处理调制或再通过模数转换和芯片运算处理，输出模拟信号或数字信号。故此，采用压差传感器，可较为方便快捷地得出液位差压△P，而本案的实施方式也为采用压差传感器。

可选择地，液位差压测量装置20包括第一压力传感器及第二压力传感器，第一压力传感器连接于气液分离器100分离的液体的底面，第二压力传感器选择性地连接于气液分离器100分离的液体的上面、气液分离器100用以将分离后的液体输入的输入管路30或气液分离器100用以将分离后的液体输出的输出管路40。其中，本案中的压力传感器优选为压阻式压力传感器，而该压阻式压力传感器是利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器。故，若采用压力传感器，可以分别测出A、B液面的压力P1、P2，液位差压△P=P2－P1，这样，可以提高测量液位差压△P的精确度。

具体地，在步骤S2中，所述控制器60通过其配置用以换算液位高度h=△P/ρ液g的功能模块得出液位高度h，ρ液为所述气液分离器100分离的液体密度，g=10N/kg。由于控制器60配置有用以换算液位高度h=△P/ρ液g的功能模块，当其接收到液位差压测量装置20发来的液位差压△P时，便可以快速运算得到液位高度h。

以上所述仅为本发明较佳的实施例而已，其结构并不限于上述列举的形状，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 (9)

1.一种气液分离器液位测量的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、由安装在所述气液分离器上的用以测量液位差压的液位差压测量装置测量所述气液分离器分离的液体的液位差压；其中，所述液位差压测量装置通过感应测量所述气液分离器的分离液体上面的压力P1及分离液体底面的压力P2，从而得出液位差压△P＝P2－P1；所述气液分离器具有密闭的内腔，所述气液分离器包括向所述内腔输入气液混合冷媒的输入管路、用于输出气态冷媒的输出管路及U形管路，所述U形管路的一端与所述输出管路连通，所述U形管路的另一端与所述气态冷媒连通，所述压力P1为所述气态冷媒的气压值；

S2、由所述液位差压测量装置将其测出的液位差压值送至安装在所述气液分离器上用以将该液位差压值进行换算以求液位高度的控制器。

2.如权利要求1所述的气液分离器液位测量的方法，其特征在于：所述液位差压测量装置为一压差传感器，所述压差传感器的一端连接于所述气液分离器分离的液体的底面，另一端选择性地连接于所述气液分离器分离的液体的上面、所述气液分离器用以将分离后的液体输入的输入管路或所述气液分离器用以将分离后的液体输出的输出管路。

3.如权利要求1所述的气液分离器液位测量的方法，其特征在于：所述液位差压测量装置包括第一压力传感器及第二压力传感器，所述第一压力传感器连接于所述气液分离器分离的液体的底面，所述第二压力传感器选择性地连接于所述气液分离器分离的液体的上面、所述气液分离器用以将分离后的液体输入的输入管路或所述气液分离器用以将分离后的液体输出的输出管路。

4.如权利要求1所述的气液分离器液位测量的方法，其特征在于：在步骤S2中，所述控制器通过其配置用以换算液位高度h＝△P/ρ液g的功能模块得出液位高度h，ρ液为所述气液分离器分离的液体密度，g＝10N/kg。

5.一种气液分离器液位测量的装置，其特征在于，包括：

液位差压测量装置，安装在所述气液分离器上，用以测量所述气液分离器分离的液体的液位差压；及

控制器，安装在所述气液分离器上，用以将所述液位差压测量装置测出的液位差压值进行换算以求液位高度，并且其与所述液位差压测量装置电连接；

其中，所述液位差压测量装置通过感应测量所述气液分离器的分离液体上面的压力P1及分离液体底面的压力P2，从而得出液位差压△P＝P2－P1；所述气液分离器具有密闭的内腔，所述气液分离器包括向所述内腔输入气液混合冷媒的输入管路、用于输出气态冷媒的输出管路及U形管路，所述U形管路的一端与所述输出管路连通，所述U形管路的另一端与所述气态冷媒连通，所述压力P1为所述气态冷媒的气压值。

6.如权利要求5所述的气液分离器液位测量的装置，其特征在于：所述液位差压测量装置为一压差传感器，所述压差传感器的一端连接于所述气液分离器分离的液体的底面，另一端选择性地连接于所述气液分离器分离的液体的上面、所述气液分离器用以将分离后的液体输入的输入管路或所述气液分离器用以将分离后的液体输出的输出管路。

7.如权利要求5所述的气液分离器液位测量的装置，其特征在于：所述液位差压测量装置包括第一压力传感器及第二压力传感器，所述第一压力传感器连接于所述气液分离器分离的液体的底面，所述第二压力传感器选择性地连接于所述气液分离器分离的液体的上面、所述气液分离器用以将分离后的液体输入的输入管路或所述气液分离器用以将分离后的液体输出的输出管路。

8.如权利要求5-7任一项所述的气液分离器液位测量的装置，其特征在于：所述控制器配置有用以换算液位高度的功能模块及用以显示液位高度值的显示屏。

9.一种气液分离器，其特征在于：具有权利要求5-8任一项所述的装置。