CN105042955B - 制冷剂循环系统及其气液分离器 - Google Patents

Abstract

可以提高系统效率的制冷剂循环系统及其气液分离器，其中的气液分离器包括用于分离气体和液体的本体，用于将气液混合物输入所述本体的进气管，以及用于将所述本体分离出的气体输出的出气管；其中，所述进气管的出气管口和所述出气管的进气管口相邻并对准但由隔离装置相隔，所述隔离装置配置成能移动，以便于能从隔离所述出气管口和所述进气管口的位置移开，从而从所述进气管的所述出气管口输出的气体能沿直线方向喷入到所述出气管的所述进气管口。

Description

制冷剂循环系统及其气液分离器

技术领域

本发明涉及气液分离器，尤其涉及制冷剂循环系统用气液分离器。

背景技术

现有的制冷或热泵机组(制冷剂循环系统)一般会包括如下部件：压缩机、四通换向阀、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、气液分离器以及连接的管路。提高效率的办法：采用高效的压缩机、低压降的四通换向阀、大换热面积的冷凝器、高蒸发温度的蒸发器、低压降的气液分离器以及低压降的管路。如何提高系统效率，是本领域持续研究的重要课题。

发明内容

根据本发明的实施例提供一种气液分离器，其包括用于分离气体和液体的本体，用于将气液混合物输入所述本体的进气管，以及用于将所述本体分离出的气体输出的出气管；其中，所述进气管的出气管口和所述出气管的进气管口相邻并对准但由隔离装置相隔，所述隔离装置配置成能移动，以便于能从隔离所述出气管口和所述进气管口的位置移开，从而从所述进气管的所述出气管口输出的气体能沿直线方向喷入到所述出气管的所述进气管口。

在优选实施例中的气液分离器中，所述出气管的通径大于所述进气管的通径。

在优选实施例中的气液分离器中，所述进气管的所述出气管口的一侧设置有小孔阵列，所述出气管的所述进气管口的一侧设置有小孔阵列。

在优选实施例中的气液分离器中，所述出气管口的所述一侧与所述进气管口的所述一侧的位置相反。

在优选实施例中的气液分离器中，所述隔离装置为可控制的阀门。

在优选实施例中的气液分离器中，所述隔离装置包括挡板和移动装置，所述挡板与所述移动装置关联成由所述移动装置驱动。

在优选实施例中的气液分离器中，所述进气管和所述出气管沿垂线布置。

在优选实施例中的气液分离器中，所述进气管和所述出气管沿水平线布置。

在优选实施例中的气液分离器中，所述出气管在靠近所述本体的底部设置有回油口，回油口通过回油管与所述本体的底部连通。

根据本发明的实施例还提供一种制冷剂循环系统，包括由压缩机、冷凝器、节流装置以及蒸发器构成的制冷剂循环路径，其中，在所述压缩机的吸气侧设置有任一所述的气液分离器，所述隔离装置还配置成与一控制器相关联，所述隔离装置能根据所述控制器提供的信号从隔离所述出气管口和所述进气管口的位置移开。

根据本发明的实施例还提供一种前述制冷剂循环系统的控制方法，其中，

通过配置所述控制器，以使所述隔离装置处于隔离所述进气管的出气管口和所述出气管的进气管口的隔离位置的条件包括其中任一：

所述制冷剂循环系统停机时；

所述制冷剂循环系统启动运行时间少于一个设定值；

所述制冷剂循环系统的运行模式切换过程中；

所述制冷剂循环系统运行模式切换之后时间少于一个设定值；或者

所述制冷剂循环系统的排气过热度少于一个设定值；

通过配置所述控制器，还使所述隔离装置移开的条件包括：

所述制冷剂循环系统在一个模式下运行了一定时间；或者

所述制冷剂循环系统的排气过热度超过了设定值。

根据本发明的气液分离器可以在压缩机过渡过程实现气液分离，在稳定过程中不产生压降，从而能提升系统的效率。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1为制冷剂循环系统的方块图；

图2为根据本发明一实施例中气液分离器的示意图；

图3为根据本发明的另一实施例中气液分离器的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

需要注意的是，后续附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。

如图1所示，制冷剂循环系统包括压缩机100、蒸发器200、节流装置400、冷凝器300，制冷剂经压缩机100增压升温后，经冷凝器300与外界冷却介质换热被冷却为制冷剂液体，高压液体经节流装置400降压，再进入到蒸发器200与外界流体换热被蒸发为制冷剂气体，此时从蒸发器200输出的制冷剂气体携带有制冷剂液体，尤其是在压缩机100的启动时或者由一个工作状态切换到另一个工作状态时，制冷剂气体中携带的制冷剂液体的量超过压缩机100能接受的量。从蒸发器200输出的制冷剂先经过气液分离器500后再返回到压缩机100。气液分离器500保护压缩机100免收大量液体冲击，这在压缩机100启动、加或减载、模式切换等过渡过程中效果明显，但在压缩机100稳定工作过程中作用不大，反而会导致压降，降低系统效率。

如图2所示，气液分离器500包括本体501、进气管51、出气管52。本体501用于分离气体和液体，其分离气体的构造原理可以但不限于是重力沉降、折流分离、离心力分离、丝网分离、超滤分离或填料分离。进气管51进气管用于将气液混合物输入本体501。进气管51位于本体501内的出气管口510的左侧管壁具有小孔阵列511，出气管口510为开放式，气体可以从其中流出。出气管52用于将本体501分离出的气体输出。出气管52的进气管口520的右侧管壁具有小孔阵列521，进气管口520为开放式，气体可以从其中进入出气管52。制冷剂从进气管51进入到本体501经气液分离后，气态制冷剂从出气管52排出。在液体含量较高的情况，隔离装置将出气管口510和进气管口520隔开，此时，进气管口520的制冷剂大部分从小孔阵列511排出，进入到出气管52的气态制冷剂大部分从小孔阵列521进入。

进气管51的出气管口510和出气管52的进气管口520相邻并对准但由隔离装置相隔，隔离装置配置成能移动，以便于能从隔离出气管口510和进气管口520的位置移开，从而从进气管51的出气管口510输出的气体能沿直线方向喷入到出气管52的进气管口520。

隔离装置在图2所示的实施例中包括移动装置531、挡板532以及弹簧533。移动装置531可以是推拉装置或者电磁吸附装置，例如包括一个简易活塞，排气通过电磁阀控制，而挡板532的回复可以由弹簧533来提供回复力，再如包括一个电磁线圈，挡板532本身为磁性材料，通过电磁力的吸附来移动单板532，由弹簧533来提供回复力。弹簧533在一些场合可以省略。挡板532可以配置有导轨，挡板532可以配置成左右移动。

隔离装置在本发明的其他实施例中还可以是阀门。

隔离装置配置成与一控制器6相关联，控制器6根据压缩机100的工作状态来提供控制信号到隔离装置，例如根据压缩机100的负载变化大小。在无需气液分离的情况，例如进气管51内的含液量较高的情况，隔离装置根据控制器6发出的控制信号从隔离出气管口510和进气管口520之间的位置移开。进气管51和出气管52相邻并对准，所述相邻和对准使得从进气管51的出气管口510输出的气体能沿直线方向喷入到出气管52的进气管口520。进气管51和出气管52可以配置成共轴线，在图2所示的实施例中，进气管51和出气管52在垂向布置。在本体501的底部设置有回油管524，回油管524与出气管52上的回油口523相同，这样通过回油管524可以将部分制冷剂携带的润滑油带回到压缩机，而此时带回的液态物质的量较少以至于不会对压缩机100产生液体冲击。一旦在挡板532移走的情况，气体具有一定的速度，在无阻挡的情况下，直接喷入到出气管52。进气管51的直径或者通径小于出气管52的直径或通径。

图3显示了本发明的另一实施例中。本实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且选择性地省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参照前述实施例，本实施例不再重复赘述。图3所示的实施例与图2所示的实施例不同之处在于，进气管51和出气管52水平布置。除了图2和图3所示的布置方向外，进气管51和出气管52具有一定的倾斜角度也是可以的。

本发明人发现，气液分离器的主要目的是将蒸发器200内未能完全蒸发的液体给分离出来，拦截在蒸发器200的容器中，同时让液体返回循环，压缩机100有一定的抗液击能力，若系统不采用气液分离器500，就没有气液分离器500上大约10kPa～30kPa的压降，能够提高效率1％～3％，但是压缩机100的可靠性存在着非常大的隐患，一旦控制不好，特别是系统作为热泵除霜结束的时候，蒸发器200的盘管作为冷凝器时积存了大量的制冷剂，切换到制热的时候，这些制冷剂有一半蒸发不了，直接冲击压缩机100，导致压缩机100液击、失油、运动部件磨损。所以从可靠性的角度看，气液分离器500还是需要的，因为控制水平还没有足够成熟。有了气液分离器500之后，气液分离器500主要在启动阶段，负荷剧变阶段，模式切换的时候起到作用。在稳定运行的时候，气液分离器500是个累赘。因为其有不小的压降。现有的气液分离器设计理念仍保持在20年前的方式，带着气液混合物的制冷剂进入到气液分离器空间，降低流速，让液体沉降下来，这一过程有个很大的局部压力损失。基于这样的技术认识，前述实施例采用了隔离装置，在系统稳定运行的时候，隔离装置移开，进气管51和出气管52相邻并对准，所述相邻和对准使得从进气管51的出气管口510输出的气体能沿直线方向喷入到出气管52的进气管口520，原本由气液分离器500产生的压降会实质性减少，甚至接近为0，这样气液分离器500不会成为累赘。

对于图1所示的制冷剂循环系统，其控制方法通过配置所述控制器，以使所述隔离装置处于隔离所述进气管的出气管口和所述出气管的进气管口的隔离位置的条件包括其中任一：

所述制冷剂循环系统停机时；

所述制冷剂循环系统启动运行时间少于一个设定值；

所述制冷剂循环系统的运行模式切换过程中；

所述制冷剂循环系统运行模式切换之后时间少于一个设定值；或者

所述制冷剂循环系统的排气过热度少于一个设定值。

所述控制方法还通过配置所述控制器，使所述隔离装置移开的条件包括：

所述制冷剂循环系统在一个模式下运行了一定时间；或者

所述制冷剂循环系统的排气过热度超过了设定值；

值得注意的是，除非另有定义，否则前述描述中所使用的所有技术术语具有与本领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。本申请案中描述了特定方法、装置，但与前述内容中所述的方法和装置类似或等价的任何方法和材料可在本技术的实践中使用。尽管已相当详细地且通过说明来描述技术的实施方式，但所述说明仅用于清楚地理解，且并非意在限制。已在描述中使用各种术语来传达对本技术的理解，应理解，所述各种术语的含义延伸到各种术语的常见语言或语法变化或形式。也应理解，当术语是指装置或设备时，所述术语或名称作为当代的实例而提供，且本技术步骤不受所述文字范围的限制。前述的术语将被理解为已由现今当代术语描述，所述前述的术语可合理地理解为当代术语或当代术语所包含的体系子集命名的衍生物。此外，在不脱离所公开技术的范围的情况下，技术的任何实施方式的任何一个或多个特征可与技术的任一实施方式的任何一个或多个其他特征组合。更进一步地，应理解，本技术不限于已为了例证而阐述的实施方式，但本技术仅由对本专利申请案所附权利要求书的公平解读来定义，包括将本技术的每一元件有权享有的整个范围的同等效力。因此，本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (11)

1.气液分离器，其特征在于，包括

本体，用于分离气体和液体；

进气管，用于将气液混合物输入所述本体；以及

出气管，用于将所述本体分离出的气体输出；

其中，所述进气管的出气管口和所述出气管的进气管口相邻并对准，但由隔离装置相隔，所述隔离装置配置成能移动，以便于能从隔离所述出气管口和所述进气管口的位置移开，从而从所述进气管的所述出气管口输出的气体能沿直线方向喷入到所述出气管的所述进气管口。

2.如权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述出气管的通径大于所述进气管的通径。

3.如权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述进气管的所述出气管口的一侧设置有小孔阵列，所述出气管的所述进气管口的一侧设置有小孔阵列。

4.如权利要求3所述的气液分离器，其特征在于，所述出气管口的所述一侧与所述进气管口的所述一侧的位置相反。

5.如权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述隔离装置为可控制的阀门。

6.如权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述隔离装置包括挡板和移动装置，所述挡板与所述移动装置关联成由所述移动装置驱动。

7.如权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述进气管和所述出气管沿垂线布置。

8.如权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述进气管和所述出气管沿水平线布置。

9.如权利要求6所述的气液分离器，其特征在于，所述出气管在靠近所述本体的底部设置有回油口，回油口通过回油管与所述本体的底部连通。

10.制冷剂循环系统，包括由压缩机、冷凝器、节流装置以及蒸发器构成的制冷剂循环路径，其特征在于，在所述压缩机的吸气侧设置有如权利要求1至9中任一项所述的气液分离器，所述隔离装置还配置成与一控制器相关联，所述隔离装置能根据所述控制器提供的信号从隔离所述出气管口和所述进气管口的位置移开。

11.一种如权利要求10所述的制冷剂循环系统的控制方法，其特征在于，

通过配置所述控制器，以使所述隔离装置处于隔离所述进气管的出气管口和所述出气管的进气管口的隔离位置的条件包括其中任一：

所述制冷剂循环系统停机时；

所述制冷剂循环系统启动运行时间少于一个设定值；

所述制冷剂循环系统的运行模式切换过程中；

所述制冷剂循环系统运行模式切换之后时间少于一个设定值；或者

所述制冷剂循环系统的排气过热度少于一个设定值；

通过配置所述控制器，还使所述隔离装置移开的条件包括：

所述制冷剂循环系统在一个模式下运行了一定时间；或者

所述制冷剂循环系统的排气过热度超过了设定值。