CN105091430B - 一种闪蒸器及具有该闪蒸器的空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种闪蒸器，包括容器(1)、进液管(2)、出液管(3)和出气管(4)，进液管(2)、出液管(3)和出气管(4)均从容器(1)顶部伸入容器(1)内部，其中在容器(1)内部还设置有与容器(1)底部间隔一定距离d2的用于将进液管(2)所在的空间和出液管(3)所在的空间分隔开来的隔板(5)。根据本发明的闪蒸器，除了能有效降低两液管的进口与出口相互影响，还能有效对进入闪蒸器中的气液进行分离，避免了进入二次节流前的冷媒液夹气的现象，降低了节流损失，从而有效提升了蒸发器的蒸发效果；还能使得冷量增加，机组运行更加稳定，机组能效比原有的提高。本发明还涉及具有该闪蒸器的空调系统。

Description

一种闪蒸器及具有该闪蒸器的空调系统

技术领域

本发明属于空调领域，具体涉及一种闪蒸器及具有该闪蒸器的空调系统。

背景技术

目前，随着补气增焓压缩机的开发成熟与批量应用，采用三管制储液器做为闪蒸器的二次节流补气增焓系统，由于其系统简单、成本低、可实行性强的特点，特别是在小型制冷空调装置，此种系统已被广泛使用；此种三管制的闪蒸器(如图1所示)的工作原理是：无论是制冷工况还是制热工况，当进行补气增焓功能时，冷凝后的高压常温的液体冷媒经过一次节流后从闪蒸器的液管A进入到闪蒸器底部；冷媒从底部排出时由于从管端流出后存在压力突变(降低)导致液体冷媒存在瞬间闪发为气体，再加上一次节流后不可避免存在一小部分气态的冷媒，此时从液管A进入到闪蒸器底部时存在气态的冷媒，在浮力的作用下，气态冷媒最终在闪蒸器的上半部空间；而此部分气态冷媒由闪蒸器的从外部刚好伸入上部空间的气管C流出，通过补气管路进入到压缩机的补气口与一级排气混合后成为二级压缩的吸气，完成了补气循环；而闪蒸器下半部的液体冷媒从闪蒸器的另一液管B流出进入到节流元件进行二次节流；但是现有技术中会存在进口处和出口处冷媒交混的情况，导致出液口处排出带有气体的液体及在出液口降压闪蒸出来的气体，在进液管口的吸取作用下，进而导致气体进入下一节流，从而加大了节流损失。

为解决上述的技术问题，专利号为ZL201020282142.9的专利公开了一种闪蒸器及采用该闪蒸器的热泵系统，此闪蒸器的技术方案是在闪蒸器底部增加一隔板，通过隔板把闪蒸器底部分开成为两个独立互不相通的腔体；另一方面闪蒸器的两根液管都是从闪蒸器的最低部伸出；这样便能有效地防止进、出口的冷媒发生交混的情况，保证了进、出口部分的冷媒流动的独立性。

但是对于上述的技术而言，由于其低部的不连通性，对于系统冷媒量少或者当一侧的冷媒不足以高于隔板的高度的时候，此时闪蒸器压力降低，液体闪发为气体，此时就有可能导致隔板的另一侧为气体，就会导致气体进入下一节流，从而加大了节流损失，也导致了蒸发侧的蒸发效果差。

由于上述现有的闪蒸器存在气液分离效果不好而导致气体进入空调的下一级节流，从而加大了节流损失，也导致了蒸发侧的蒸发效果差的技术问题，因此本发明研究设计出一种闪蒸器及具有该闪蒸器的空调系统。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的闪蒸器存在气液分离效果不佳的技术问题，从而提供一种闪蒸器及具有该闪蒸器的空调系统。

本发明提供一种闪蒸器，包括容器、进液管、出液管和出气管，所述进液管、所述出液管和所述出气管均从所述容器顶部伸入所述容器内部，其中在所述容器内部还设置有底端与所述容器底部间隔一定距离d2的、用于将所述进液管所在的空间和所述出液管所在的空间分隔开来的隔板。

优选地，所述隔板的顶端与所述出气管底端间隔距离为d3。

优选地，所述隔板为长方形的板结构。

优选地，所述隔板通过焊接的方式固定在所述容器的内壁上。

优选地，在所述容器的内壁上还设置有条缝形卡槽，所述隔板插入所述卡槽内与所述容器的内壁进行连接。

优选地，在所述隔板的上部还设置有1个或多个连通孔。

优选地，多个所述连通孔在所述隔板的上部均匀分布。

优选地，所述连通孔为圆孔，且该圆孔的直径为5-9mm。

优选地，所述连通孔中位于最下方位置的连通孔的中心与所述隔板的底端之间具有距离d4。

优选地，所述进液管和所述出液管的长度均相等，其下端比所述隔板的下端略高，两者间隔距离为d1。

优选地，在所述容器内部的下端位置还设置有固定架结构，并且在所述进液管和出液管的相应位置处设置有第二圆孔结构。

优选地，所述容器为圆筒形结构，包括上缸盖，所述上缸盖上开有成三角形分布的孔，其中以中心线对称的两孔用于安装所述进液管与出液管，另剩余的一孔安装所述出气管。

本发明还提供一种空调系统，其包括前述的闪蒸器。

优选地，所述空调系统包括压缩机、冷凝器、蒸发器以及连接在所述冷凝器和蒸发器之间的第一膨胀阀和第二膨胀阀所述闪蒸器的进液口连接到第一膨胀阀的出口、出液口连接到所述第二膨胀阀的入口、所述出气口连接到所述压缩机的补气入口。

优选地，所述空调系统为热泵系统。

本发明提供的一种闪蒸器及具有该闪蒸器的空调系统具有如下有益效果：

1.根据本发明的闪蒸器，能够很好保证地隔板两侧底部的连通性，能有效对进入闪蒸器中的气液进行分离，降低了下一级节流的节流损失，从而有效提升了蒸发器的蒸发效果。

2.根据本发明的闪蒸器，采用此内置隔板的闪蒸器，能够使得冷量有所增加，机组运行更加稳定，机组能效也有提高。

3.根据本发明的闪蒸器，可降低两液管的进口与出口相互影响，避免了进入二次节流前的冷媒液夹气的现象，降低了节流损失。

附图说明

图1是现有技术的闪蒸器的各个视图；(其中1a为正面内部结构示意图，

1b为1a的右视图，1c为1a的俯视图，1d为1a的B-B剖视图)；

图2是本发明的闪蒸器的正面内部结构示意图；

图3是图2的右视内部示意图；

图4是图2的B-B向剖视图；

图5是图2的俯视示意图。

图中附图标记表示为：

1—容器，11—上缸盖，111—进液口，112—出液口，113—出气孔，12—筒体，13—下缸盖，2—进液管，3—出液管，4—出气管，5—隔板，51—连通孔，6—固定架结构，61—第二圆孔结构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的保护范围。

如图2所示，本发明提供一种闪蒸器，包括容器1、进液管2、出液管3和出气管4，所述进液管2、所述出液管3和所述出气管4均从所述容器1顶部伸入所述容器1内部，其中在所述容器1内部还设置有底端与所述容器1底部间隔一定距离d2的、用于将所述进液管2所在的空间和所述出液管3所在的空间分隔开来的隔板5。即所述隔板5的底端距离所述容器1底部间隔距离为d2。通过在容器内部设置隔板结构降低两液管的进口与出口相互影响，避免了进入二次节流前的冷媒液夹气的现象，降低了节流损失(即当节流前为液夹气体的状态时，节流造成的损失更大)，使得蒸发器制冷量有所增加，机组运行更加稳定，机组能效也有提高；并且将隔板设置为与容器底部间隔一定距离能够很好保证地隔板两侧底部的连通性，使得下沉分离出的液体能够直接有效地进入到出液管中，降低了气液上升、下降的概率，从而降低了气液混合的概率，能有效对进入闪蒸器中的气液进行分离，降低了下一级节流的节流损失，从而有效提升了蒸发器的蒸发效果。

优选地选择d2的取值范围为d2:10—20mm，进一步优选为15mm。

优选地，进液管2和出液管3的位置可相互交换。

优选地，所述进液管2和出液管3从所述容器1顶部伸入所述容器1内部并延伸至所述容器1的接近底部位置处，所述出气管4从所述容器1顶部伸入所述容器1内部，只需伸出容器顶部的下表面即可。

优选地，所述容器1包括均设置在所述容器的上端的进液口、出液口和出气孔，所述进液口连接进液管2、所述出液口连接出液管3，所述出气孔连接出气管4。

优选地，所述隔板5的顶端与所述容器1的顶部间隔一定距离，进一步地，所述隔板5的顶端与所述出气管4的底端间隔距离为d3。这样能够有效地保证位于容器内部上方的气体之间的相互连通，使得气流均匀地流向出气管处，且避免上部液面与隔板碰撞产生的液滴进入气管，保证了一定纯度的气体从出气管排出闪蒸器。这里优选d3的取值范围为d3≥50mm。

优选地，所述隔板5为长方形的板结构。长方形板结构的隔板是根据容器(圆筒体)的内部形状而加工设计的，容器中心线位置竖直方向的截面为长方形，因此将隔板设计为长方形板结构，从容器的内壁的一端延伸至另一端，以期将容器下部进行有效地隔离开来，防止进、出液口处的冷媒进行交混的情况发生。优选地，隔板的宽度为所述圆筒形容器的横截面的直径。

优选地，所述隔板5通过焊接的方式固定在所述容器1的内壁上。这是一种优选的固定连接方式，通过焊接的方式将隔板固定在容器的内壁能够实现牢固的固定，保证在运行工作当中隔板不至于脱离容器内壁，保证起到隔离两端冷媒的作用。

优选地，在所述容器1的内壁上还设置有条缝形卡槽，所述隔板5插入所述卡槽内与所述容器1的内壁进行连接。这也是一种优选的可拆卸连接方式，通过采用卡槽卡合的方式既能将隔板固定在容器的内壁上，保证在运行工作当中隔板不至于脱离容器内壁，保证起到隔离两端冷媒的作用；还能够方便地拆卸和安装。

如图3所示，优选地，在所述隔板5的上部位置处还设置有1个或多个连通孔51。这里的上部位置是指靠近隔板5顶端的部位，即下部位置(靠近隔板5底端部位)不设连通孔。因为冷媒从一侧液管进入闪蒸器后，受到壁面的阻挡后会在水平及向上两个方向的流动，其中向上流动为主要流动方向，通过在隔板上部位置处设置1个或多个连通孔，这样就能够有效保证隔板两侧的连通性及破坏上升及水平运动的方向的气泡，能够使得隔板两侧的液面具有一致的高度，即气、液分界面具有一致的高度，防止两侧液面高度悬殊的情况，避免气管容易带液，也充分利用闪蒸气上部的空间，使得液体蒸发成气体后直接就到达容器内部的上方，液体沉积在下方，防止了气液之间的相互混合，从而有效地减少了进入出液口的液体中混有的气体，从而起到提高气液分离的效果(这里将连通孔开在上部而不开在下部是为了防止两侧液管的进口处相互影响。)。

优选地，多个所述连通孔51在所述隔板5的上部位置均匀分布。这样能够有效地保证位于隔板上部位置的左、右气体的均匀性，保证了液面的一致性，减少了气液之间的相互混合，起到提高气液分离的效果。

优选地，所述连通孔51为圆孔(可以不限于圆孔)，且圆孔的直径为5-9mm。这是连通孔的一种优选结构和实施方式(由于圆孔较方便开设)，进一步优选该直径为7mm。

优选地，所述连通孔51中位于最下方位置的连通孔中心与所述隔板5的底端之间具有距离d4。这样主要作用是为了避免隔板两侧的液管管口附近区域液体的流动状态相互影响。由于冷媒液体出液管进入一侧时，会对周围产生冲击混合等造成此区域及液面波动，当液面低于此孔时就有效阻挡了波动的液面影响到另一侧，当液面高于此孔时，在此孔位置造成的液面波动幅度对液管的进口区域影响已经甚微，因此需要一定的高度d4。该距离d4是根据大量实验得出的，保证了上述的效果。这里d4的取值范围可选择为:d4≥40mm。

优选地，所述进液管2和所述出液管3的长度均相等，其下端比所述隔板5的下端略高，两者间隔距离为d1。即所述进液管2和所述出液管3的下端比隔板5的下端高出距离d1。这里d1的取值范围可为:24—40mm，优选32mm。这样能够有效地防止从进液管进入容器内部的带有气体的气液混合体直接通过隔板底端的通道而进入出液管中，使得气体进入出液管中，增大节流损失；而采用将进、出液管的长度均相等，且下端比所述隔板的下端略高出距离d1的方式，能够使得进入容器内部的气液混合体首先经过一段的液体下沉、和气体上浮的过程之后，液体再经过隔板底端的通道进入出液管中，保证了另一侧进液管区域基本上为纯液体，增大了进入出液管中液体的纯度，从而提高了气液分离的效率。

如图4所示，优选地，在所述容器1内部的下端位置还设置有固定架结构6，并且在所述进液管2和出液管3的相应位置处设置有第二圆孔结构61。通过该第二圆孔结构61能够将第一管2和第二管3的下端插入该圆孔结构61以将第一管2和第二管3的下端固定和定位，防止其摆动等的情况发生。

优选地，所述容器1为圆筒形结构，包括上缸盖11、筒体12和下缸盖13。这是容器的一种优选的结构，进一步优选地，所述上、下缸盖11、13均为圆形结构，所述筒体12为圆筒形结构。

如图5所示，优选地，所述上缸盖11上开有成三角形分布的孔，其中以中心线对称的两孔用于安装所述进液管2与出液管3，另剩余的一孔安装所述出气管4。即以中心线对称的两孔为进液口111和出液口112，且所述进液口111安装进液管2、所述出液口112安装出液管3，所述出气孔113安装出气管4。以实现进液、出液和出气的目的。

本发明还提供一种空调系统(图中未示出)，其包括前述的闪蒸器。通过设置上述结构闪蒸器的空调系统，能够通过隔板结构降低两液管的进口与出口相互影响，避免了进入二次节流前的冷媒液夹气的现象，降低了节流损失(当节流前为液夹气体的状态时，节流造成的损失更大)；并且还能够使得蒸发器制冷量有所增加，机组运行更加稳定，机组能效也有提高；并且将隔板设置为与容器底部间隔一定距离能够很好保证地隔板两侧底部的连通性，使得从隔板一侧的液管进入的冷媒伴随有气态及在管口端产生的降压闪蒸的气泡在浮力的作用及隔板的阻挡作用使得气态冷媒向上移动，而液体侧通过底部的连通性进入到隔板的另一侧，有效地分离了气液态冷媒及保证了隔板两侧的冷媒流动状态的独立性，能有效对进入闪蒸器中的气液进行分离，降低了下一级节流的节流损失，从而有效提升了蒸发器的蒸发效果。

优选地，所述空调系统包括压缩机、冷凝器、蒸发器以及连接在所述冷凝器和蒸发器之间的第一膨胀阀和第二膨胀阀(两个膨胀阀，包括第一膨胀阀和第二膨胀阀)，所述闪蒸器的进液口连接到第一膨胀阀的出口、出液口连接到所述第二膨胀阀的入口、所述出气口连接到所述压缩机的补气入口。这样能够有效地将闪蒸器增加到原有的空调系统中，使得冷媒在经过放热和第一次节流膨胀后被闪蒸器闪蒸，闪蒸出的气体有效地进入到压缩机中进行补气，从而有效地增加了空调系统的焓值，实现了补气增焓的效果。

优选地，所述空调系统为热泵系统。这是一种优选的空调系统，实现了制热的效果和目的。

本发明通过提供一种在闪蒸器内部设置间隔闪蒸器底部一定距离且带孔的隔板装置，既可以保证闪蒸器两液管的进口区域冷媒的稳定独立，降低排出与吸取的相互影响，又可以保证隔板两侧的液面保持一致；可防止二次节流带汽节流，降低节流损失，增加闪蒸气体。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

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。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种闪蒸器，包括容器(1)、进液管(2)、出液管(3)和出气管(4)，所述进液管(2)、所述出液管(3)和所述出气管(4)均从所述容器(1)顶部伸入所述容器(1)内部，其特征在于：在所述容器(1)内部还设置有底端与所述容器(1)底部间隔一定距离d2的、用于将所述进液管(2)所在的空间和所述出液管(3)所在的空间分隔开来的隔板(5)。

2.根据权利要求1所述的一种闪蒸器，其特征在于：所述隔板(5)的顶端与所述出气管(4)的底端间隔距离为d3。

3.根据权利要求1-2之一所述的一种闪蒸器，其特征在于：所述隔板(5)为长方形的板结构。

4.根据权利要求1-2之一所述的一种闪蒸器，其特征在于：所述隔板(5)通过焊接的方式固定在所述容器(1)的内壁上。

5.根据权利要求1-2之一所述的一种闪蒸器，其特征在于：在所述容器(1)的内壁上还设置有条缝形卡槽，所述隔板(5)插入所述卡槽内与所述容器(1)的内壁进行连接。

6.根据权利要求1-2之一所述的一种闪蒸器，其特征在于：在所述隔板(5)的上部还设置有至少1个连通孔(51)。

7.根据权利要求6所述的一种闪蒸器，其特征在于：所述连通孔为多个，多个所述连通孔(51)在所述隔板(5)的上部均匀分布。

8.根据权利要求6所述的一种闪蒸器，其特征在于：所述连通孔(51)为圆孔，且该圆孔的直径为5-9mm。

9.根据权利要求6所述的一种闪蒸器，其特征在于：所述连通孔(51)中位于最下方位置的连通孔的中心与所述隔板(5)的底端之间具有距离d4。

10.根据权利要求1-2、7-9之一所述的一种闪蒸器，其特征在于：所述进液管(2)和所述出液管(3)的长度均相等，其下端比所述隔板(5)的下端略高，两者间隔距离为d1。

11.根据权利要求1-2、7-9之一所述的一种闪蒸器，其特征在于：在所述容器(1)内部的下端位置还设置有固定架结构(6)，并且在所述进液管(2)和出液管(3)的相应位置处设置有第二圆孔结构(61)。

12.根据权利要求1-2、7-9之一所述的一种闪蒸器，其特征在于：所述容器为圆筒形结构，包括上缸盖(11)，所述上缸盖(11)上开有成三角形分布的孔，其中以中心线对称的两孔用于安装所述进液管(2)与出液管(3)，另剩余的一孔安装所述出气管(4)。

13.一种空调系统，其特征在于：包括权利要求1-12之一所述的闪蒸器。

14.根据权利要求13所述的空调系统，其特征在于：所述空调系统包括压缩机、冷凝器、蒸发器以及连接在所述冷凝器和蒸发器之间的第一膨胀阀和第二膨胀阀，所述闪蒸器的进液口连接到第一膨胀阀的出口、出液口连接到所述第二膨胀阀的入口、所述出气口连接到所述压缩机的补气入口。

15.根据权利要求13-14之一所述的空调系统，其特征在于：所述空调系统为热泵系统。