CN106123387B - 一种蒸发前置气液分离装置的微通道热泵回路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蒸发前置气液分离装置的微通道热泵回路,包括压缩机、第一四通阀、第一微通道换热器(含长笛型分液管)、第一毛细管节流装置、第一旁通管、第一三通阀、第二四通阀、第二毛细管节流装置、第二旁通管、第二三通阀、第一气液分离装置、第三毛细管节流装置、第二微通道换热器(含长笛型分液管)、第二气液分离装置,其中微通道换热器作为微通道蒸发器时前置一个气液分离装置,使得进入微通道蒸发器内的制冷剂保证液态,有利于微通道蒸发器均匀分液,保证制冷回路的制冷效果,提高换热效率。

Description

一种蒸发前置气液分离装置的微通道热泵回路
技术领域
本发明属于热泵领域,特别涉及一种蒸发前置气液分离装置的微通道热泵回路。
背景技术
目前微通道换热器广泛的应用于汽车空调、商用空调、机房空调等领域,主要是作为冷凝器使用,传统的微通道换热器作为热泵系统蒸发器使用时,由于制冷剂在各扁管微通道中气液两相制冷剂密度不同,导致分配的很不均匀,“干蒸”和“供液过多”现象在换热器各扁管微通道间非常普遍,而制冷剂分配的不均匀性对系统的性能影响是非常大的,使得系统的效率大大降低。
传统的微通道热泵回路,在微通道蒸发器前设置气液分离装置,气液分离装置制冷剂液态出口与微通道蒸发器入口连接,气液分离装置制冷剂气态出口与压缩机之间相连旁通阀。此制冷回路旁通阀打开时,微通道蒸发器入口处只有液态制冷剂。
传统的微通道热泵回路,在微通道蒸发器前设置气液分离装置,在气液分离装置制冷剂气态出口和压缩机制冷剂入口之间连接旁通阀,保证微通道蒸发器入口只有液态制冷剂;另外在微通道蒸发器主管两端安装开口部件,开口部件与气液分离装置侧部入口之间连着开口阀,用于解决制冷剂分液不均并降低压降,提高系统制冷效果。
发明内容
技术问题:本发明针对现有技术存在的不足,提出了一种可以有利于微通道蒸发器制冷剂分液均匀且提高蒸发器换热率的蒸发前置气液分离装置的微通道热泵回路,更好的推广应用于数据空调系统及其一些附属设备中。
技术方案:本发明的蒸发前置气液分离装置的微通道热泵回路,包括压缩机、第一四通阀、第一微通道换热器、第一风机、第一毛细管节流装置、第一三通阀、第二四通阀、第二毛细管节流装置、第二三通阀、第一气液分离装置、第三毛细管节流装置、第二微通道换热器、第二气液分离装置、第一旁通管、第二旁通管和第二风机;所述压缩机的排气口连接第一四通阀,第一四通阀的另外三个端口分别连接第一微通道换热器、第二微通道换热器和第二气液分离装置,第一微通道换热器通过第一风机为空气侧导向,与并联的第一毛细管节流装置和第一旁通管的一端同时连接,第一毛细管节流装置和第一旁通管的另一端分别连接第一三通阀,并通过第一三通阀连接第二四通阀,第二四通阀的另外三个端口分别与第一气液分离装置的气液两相制冷剂进口和液态制冷剂出口、并联的第二毛细管节流装置和第二旁通管的一端连接,第二毛细管节流装置和第二旁通管另一端分别连接第二三通阀,并通过第二三通阀与第二微通道换热器一端连接,第二微通道换热器另一端与第一四通阀连接,所述第一气液分离装置的气体制冷剂出口通过依次连接的第三毛细管节流装置和第二气液分离装置与压缩机进气口连接。
进一步的,本发明中,所述热泵回路作为制冷回路时,第一旁通管断开,压缩机排气口、第一四通阀、第一微通道换热器、第一毛细管节流装置、第一三通阀、第二四通阀、第一气液分离装置、第三毛细管节流装置、第二气液分离装置、压缩机进气口依次连通,同时,第二四通阀的另一个端口、第二三通阀、第二微通道换热器和第二气液分离装置也依次连通,与第二毛细管节流装置并联的第二旁通管也开启,连通第二四通阀和第二三通阀;
所述第一微通道换热器作为微通道冷凝器使用,第二微通道换热器作为微通道蒸发器使用;所述从第三毛细管节流装置流出的制冷剂的与第二微通道换热器流出的制冷剂在第二气液分离装置中混合;
所述第一四通阀阀口二与压缩机制冷剂出口连通,流入第一四通阀的制冷剂从第一四通阀阀口一流出至第一微通道换热器;第一四通阀阀口三与第二微通道换热器制冷剂出口连通,流入第一四通阀的制冷剂从第一四通阀阀口四流出,随后流入到第二气液分离装置;
所述第一三通阀阀口一与第一毛细管节流装置制冷剂出口连通,流入第一三通阀的制冷剂从第一三通阀阀口二流出,随后流入到第二四通阀阀口四;第一三通阀阀口三与第一旁通管底端连通;在所述制冷回路中,第一三通阀阀口一和第一三通阀阀口二打开,第一三通阀阀口三关闭;
所述第二四通阀阀口四与第一三通阀阀口二连通,流入第二四通阀的制冷剂从第二四通阀阀口一流出至第一气液分离装置;第二四通阀阀口三与第一气液分离装置液态制冷剂出口连通,流入第二四通阀的制冷剂从第二四通阀阀口二流出,随后流入到第二旁通管;
所述第二三通阀阀口三与第二旁通管制冷剂出口连通,流入第二三通阀的制冷剂从第二三通阀阀口二流出,随后流入到第二微通道换热器;第二三通阀阀口一与第二毛细管节流装置底端连通;在所述制冷回路中,第二三通阀阀口三和第二三通阀阀口二打开,第二三通阀阀口一关闭。
进一步的,本发明中,所述热泵回路作为制热回路时,第二旁通管断开,压缩机排气口、第一四通阀、第二微通道换热器、第二三通阀、第二毛细管节流装置、第二四通阀、第一气液分离装置、第三毛细管节流装置、第二气液分离装置、压缩机进气口依次连通,同时,第二四通阀的另一个端口、第一三通阀、第一微通道换热器和第二气液分离装置也依次连通,与第一毛细管节流装置并联的第一旁通管也开启,连通第一微通道换热器和第一三通阀;
所述第一微通道换热器作为微通道蒸发器使用,第二微通道换热器作为微通道冷凝器使用;所述从第三毛细管节流装置流出的制冷剂的与第一微通道换热器流出的制冷剂在第二气液分离装置中混合;
所述第一四通阀阀口二与压缩机制冷剂出口连通,流入第一四通阀的制冷剂从第一四通阀阀口三流出至第二微通道换热器;第一四通阀阀口一与第一微通道换热器制冷剂出口连通,流入第一四通阀的制冷剂从第一四通阀阀口四流出,随后流入到第二气液分离装置;
所述第二三通阀阀口二与第二微通道换热器制冷剂出口连通,流入第二三通阀的制冷剂从第二三通阀阀口一流出,随后流入到第二毛细管节流装置;第二三通阀阀口三与第二旁通管底端连通;在所述制热回路中,第二三通阀阀口一和第二三通阀阀口二打开,第二三通阀阀口三关闭;
所述第二四通阀阀口二与第二毛细管节流装置的制冷剂出口连通,流入第二四通阀的制冷剂从第二四通阀阀口一流出至第一气液分离装置;第二四通阀阀口三与第一气液分离装置液态制冷剂出口连通,流入第二四通阀的制冷剂从第二四通阀阀口四流出,随后流入到第一三通阀阀口二;
所述第一三通阀阀口二与第二四通阀阀口四连通,流入第一三通阀的制冷剂从第一三通阀阀口三流出,随后流入到第一旁通管;第一三通阀阀口一与第一毛细管节流装置底端连通;在所述制热回路中,第一三通阀阀口二和第一三通阀阀口三打开,第一三通阀阀口一关闭。
进一步的,本发明热泵回路中,所述第一毛细管节流装置与第二毛细管节流装置的毛细管缠绕圈数相同,所述第一毛细管节流装置与第三毛细管节流装置的毛细管缠绕圈数之比为5:1~10:1,使得热泵回路更好的推广应用于数据空调系统及其一些附属设备中。
本发明装置包括压缩机、第一四通阀、第一微通道换热器(含长笛型分液管)、第一毛细管节流装置、第一旁通管、第一三通阀、第二四通阀、第二毛细管节流装置、第二旁通管、第二三通阀、第一气液分离装置、第三毛细管节流装置、第二微通道换热器(含长笛型分液管)、第二气液分离装置,其中微通道换热器作为微通道蒸发器时前置一个气液分离装置,使得进入微通道蒸发器内的制冷剂保证液态,有利于微通道蒸发器均匀分液,保证热泵回路的换热效果,提高换热效率。使得此发明装置更好的推广应用于数据空调系统及其一些附属设备中。
进一步的,本发明热泵回路中,第一气液分离装置在离顶端1/6~1/8处通过管路与第二四通阀相连接,所述管路插入第一气液分离装置水平宽度的1/4~1/3处,并与第一气液分离装置中设置的U型管连接,所述U型管的直径为第一气液分离装置水平宽度的1/2,且出口位于回路稳态后第一气液分离装置中的液面以下;第一气液分离装置在离顶端7/8~9/10处通过管路与第二四通阀相连,所述管路插入第一气液分离装置水平宽度的1/5~1/4处;第一气液分离装置在顶部的正中间通过管路与第三毛细管节流装置相连,所述管路水平插入第一气液分离装置垂直高度的1/10~1/12处。
本发明通过在热泵回路中的微通道蒸发器前设置一进两出的气液分离装置。第一气液分离装置将节流后的气液两相制冷剂进行气液分离,分离后的液态制冷剂进入作为微通道蒸发器使用的第一微通道换热器或者第二微通道换热器,气态制冷剂从上端出口进入到第三毛细管节流装置后与作为微通道蒸发器使用的第一微通道换热器或者第二微通道换热器出来的气态制冷剂均进入第二气液分离装置,保证纯气态制冷剂随后进入压缩机,开始进行下一次循环。高压液态制冷剂进入毛细管节流装置,通过毛细管节流后变成低压气液混合状态制冷剂进入第一气液分离装置。针对现有的蒸发热泵回路,微通道蒸发器内制冷剂的状态是气液两相的状态,气态制冷剂既占据较大的空间,换热效果又较差,于此进行改进。在作为微通道蒸发器使用的第一微通道换热器或者第二微通道换热器入口前置第一气液分离装置,致使侧部出来的液态制冷剂进入作为微通道蒸发器使用的第一微通道换热器或者第二微通道换热器,有利于换热器均匀分液。
在本发明热泵回路中,为了使第一气液分离装置分离出来的气态制冷剂与在作为微通道蒸发器使用的第一微通道换热器或者第二微通道换热器内因流动因沿程及局部阻力导致压力下降的换热器出口处制冷剂压力平衡,第一气液分离装置气态制冷剂管路上设置了第三毛细管节流装置,不仅可以起到节流降压的作用而且还可以调节气态制冷剂的流量。从第一气液分离装置顶部管道流出的气态制冷剂先随热泵回路装置流入第三毛细管节流装置再流入第二气液分离装置。
在本发明热泵回路中,第三毛细管节流装置出口与压缩机入口中间加入了第二气液分离装置,使得热泵回路更好的推广应用于数据空调系统及其一些附属设备中。
进一步的,本发明热泵回路中,第二气液分离装置在底部的正中间通过管路与第三毛细管节流装置连接,所述管路插入第二气液分离装置垂直高度的1/8~1/10处;第二气液分离装置在离顶端1/8~1/10处通过管路与第一四通阀连接,所述管路水平插入第二气液分离装置宽度的1/6~1/8处,并与第二气液分离装置中设置的U型管连接,所述U型管直径为第二气液分离装置宽度的1/2,且出口位于回路稳态后第二气液分离装置中的液面以上;第二气液分离装置顶部正中间的流出一端通过管路与压缩机相连,所述管路水平插入第二气液分离装置宽度的1/8~1/10处。
上述第二气液分离装置一方面避免压缩机的工作影响到第三毛细管节流装置里的气体,另一方面保证压缩机安全进行。
进一步的,本发明热泵回路中,针对现有的蒸发热泵回路,微通道蒸发器的进液主管所连接的微通道分液不均,使得换热效果降低,于此进行改进,当第一微通道换热器或者第二微通道换热器作为微通道蒸发器使用时,在第一微通道换热器与并联的第一毛细管节流装置和第一旁通管的一端相连的主管上设置有第一长笛型分液管,第二微通道换热器与第二三通阀相连的主管上设置有第二长笛型分液管,使得热泵回路更好的推广应用于数据空调系统及其一些附属设备中。
更进一步的优选方案中,所述长笛型分液管的长度为400~450mm,直径为5~10mm,孔数为40~50,孔直径为4~5mm。长笛型的分液管,通过内外两层套管式静压结构,更加有利于液态制冷剂在作为微通道蒸发器使用的第一微通道换热器或者第二微通道换热器的分液歧管中均匀分液。
有益效果:本发明与现有技术相比,具有以下优点:
相比于现有的微通道热泵回路,本发明的热泵回路中,在作为微通道蒸发器使用的第一微通道换热器或者第二微通道换热器之前布置了一个第一气液分离装置。该气液分离装置将节流后的气液两相制冷剂的气态制冷剂导出至压缩机前置的第二气液分离装置,而液态制冷剂进入作为微通道蒸发器使用的第一微通道换热器或者第二微通道换热器,液态制冷剂比起气液两相制冷剂在作为微通道蒸发器使用的第一微通道换热器或者第二微通道换热器的分液歧管中的流动分配过程,将更有利于微通道换热器均匀分液。究其原因,气液两相制冷剂由于气态的比容小于液态,气态制冷剂快速上浮,将堵住作为微通道蒸发器使用的第一微通道换热器或者第二微通道换热器的扁管入口,大大降低分液效果。
相比于现有的微通道热泵回路,本发明的热泵回路中,在制冷剂进入压缩机前置一个第二气液分离装置,第二气液分离装置确保进入压缩机的制冷剂为气态制冷剂,保证压缩机安全进行。同时,第一气液分离装置的气态制冷剂通过和第二气液分离装置中作为微通道蒸发器使用的第一微通道换热器或者第二微通道换热器出口的气态制冷剂,可以在第二气液分离装置中充分混合,然后再进入压缩机,避免节流后的气液两相制冷剂的气态直接进入压缩机,也充分保证了压缩机的安全稳定运行。
相比于现有的微通道热泵回路,本发明的热泵回路中,在第一气液分离装置和第二气液分离装置的连接管道上设置了毛细管,而非采用开口部件(比如开口阀)等。毛细管更大的降压作用可以确保节流后的气液两相制冷剂中的气态制冷剂通过第一气液分离装置进入第二气液分离装置,而不是主动诱发节流后的气液两相制冷剂的液态主动闪发成为气态,经由第一气液分离装置进入第二气液分离装置。节流后的气液两相制冷剂中的液态要进入蒸发器进行蒸发换热获得冷量才是正道,而不是主动闪发,主动进入第二气液分离装置旁通。
相比于现有的微通道热泵回路,本发明的热泵回路中,在微通道换热器作为微通道蒸发器使用时的进液主管上加用长笛型分液管,长笛型的分液管,通过内外两层套管式静压结构,更加有利于液态制冷剂在微通道蒸发器的分液歧管中均匀分液。
附图说明
图1是本发明系统循环原理图;
图2是微通道换热器剖视图;
图3是第一气液分离装置细节图;
图4是第二气液分离装置细节图;
图5是微通道换热器分液端头细节图;
图6是系统循环压焓图。
图中有:1-压缩机;2-第一四通阀;3-第一微通道换热器;4-第一风机;5-第一毛细管节流装置;6-第一三通阀;7-第二四通阀;8-第二毛细管节流装置;9-第二旁通阀;10-第一气液分离装置;11-第三毛细管节流装置;12-第二微通道换热器;13-第二气液分离装置;14-第一旁通管;15-第二旁通管;16-第二风机;31-第一长笛型分液管;121-第二长笛型分液管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
本发明的系统循环原理图如图1所示,作为制冷回路时:低温低压制冷剂进入压缩机1中,压缩至高压气态形式流出,高压气态制冷剂进入第一微通道换热器3中进行冷凝换热,制冷剂由高压气态变成高压液态;高压液态制冷剂进入第一毛细管节流装置5,经过节流降压由液态变成气液混合状态,流过第一旁通阀6和第二四通阀7后流入第一气液分离装置10,之后制冷剂分成两路:其中一路是由第一气液分离装置10侧端出来的液态制冷剂通过第二四通阀7、第二旁通管15和第二三通阀9进入第二微通道换热器12,经第二微通道换热器12换热蒸发后通过第一四通阀2进入第二气液分离装置13;另外一路由第一气液分离装置10顶部出来的气态制冷剂经过第三毛细管节流装置11节流降压后,与另外一路的制冷剂经过第二气液分离装置13进行第二次气液分离,顶端流出的气态制冷剂回到压缩机1,进行下一次循环。
作为制热回路时:低温低压制冷剂进入压缩机1中,压缩至高压气态形式流出,高压气态制冷剂进入第二微通道换热器12中进行冷凝换热,制冷剂由高压气态变成高压液态;高压液态制冷剂流过第二三通阀9后进入第二毛细管节流装置8,经过节流降压由液态变成气液混合状态,流过第二四通阀7流入第一气液分离装置10,之后制冷剂分成两路:其中一路是由第一气液分离装置10侧端出来的液态制冷剂通过第二四通阀7、第一三通阀6和第一旁通管14进入第一微通道换热器3,经第一微通道换热器3换热蒸发后通过第一四通阀2进入第二气液分离装置13;另外一路由第一气液分离装置10顶部出来的气态制冷剂经过第三毛细管节流装置11节流降压后,与另外一路的制冷剂经过第二气液分离装置13进行第二次气液分离,顶端流出的气态制冷剂回到压缩机1,进行下一次循环。
本发明的热泵回路中,在第一微通道换热器3和第二微通道换热器12作为微通道蒸发器使用的回路之前布置了第一气液分离装置10。第一气液分离装置10将节流后的气液两相制冷剂的气态制冷剂导出至压缩机1前置的第二气液分离装置13,而液态制冷剂进入作为微通道蒸发器使用的第一微通道换热器3或者第二微通道换热器12,液态制冷剂比起气液两相制冷剂在微通道蒸发器的分液歧管中的流动分配过程,将更有利于作为微通道蒸发器使用的第一微通道换热器3或者第二微通道换热器12均匀分液。
本发明的热泵回路中,在制冷剂进入压缩机1前设置第二气液分离装置13,第二气液分离装置13确保进入压缩机1的制冷剂为气态制冷剂,保证压缩机1安全进行。同时,第一气液分离装置10的气态制冷剂通过和第二气液分离装置13中第一四通阀2出口的气态制冷剂,可以在第二气液分离装置13中充分混合,然后再进入压缩机1,避免节流后的气液两相制冷剂的气态直接进入压缩机1,也充分保证了压缩机1的安全稳定运行。
本发明的热泵回路中,在第一气液分离装置10和第二气液分离装置13的连接管道上设置了第三毛细管节流装置11,而非采用开口部件(比如开口阀)等。毛细管更大的降压作用可以确保节流后的气液两相制冷剂中的气态制冷剂通过第一气液分离装置10进入第二气液分离装置13,而不是主动诱发节流后的气液两相制冷剂的液态主动闪发成为气态,经由第一气液分离装置10进入第二气液分离装置13。节流后的气液两相制冷剂中的液态要进入作为微通道蒸发器使用的第一微通道换热器3或者第二微通道换热器12进行蒸发换热获得冷量才是正道,而不是主动闪发,主动进入第二气液分离装置13旁通。
本发明的热泵回路中,第一微通道换热器3或者第二微通道换热器12作为微通道蒸发器使用时,在换热器的进液主管上加用第一长笛型分液管31和第二长笛型分液管121,第一长笛型分液管31和第二长笛型分液管121,通过内外两层套管式静压结构,更加有利于液态制冷剂在作为微通道蒸发器使用的第一微通道换热器3或者第二微通道换热器12的分液歧管中均匀分液。
通常,东北寒冷地区冬季室外温度过低(-10℃以下)。在较低温度工况下,常规设计的冷凝器无法正常工作,制冷剂流动状态不理想,压缩机1无法正常运行,从而导致制冷系统无法正常运行。因此,东北寒冷地区此制冷回路运行必须重点考虑季节因素,设备主要用于夏季制冷运行,过渡季节的设备运行需要在室外环境温度25℃以上进行工作。
通常,广东热带地区夏季室外环境温度过高(43℃以上)。在较高环境温度工况下,常规设计的冷凝器无法正常工作,制冷剂流动状态不够理想,压缩机1排气温度过高无法正常运行,从而导致制冷系统无法正常运行。为了满足制冷系统正常使用,需要优化冷凝器的设计、增加喷液冷却部件等,确保该制冷系统在需要制冷的季节安全稳定运行。
在本发明的优选实施例中,第一毛细管节流装置5与第三毛细管节流装置11毛细管缠绕卷数之比为5:1,第一毛细管节流装置5压降略大于第三毛细管节流装置11,各自保证制冷剂的压力达到制冷回路要求。
在本发明的另一种优选实施例中,第一毛细管节流装置5与第三毛细管节流装置11毛细管缠绕卷数之比为7:1,第一毛细管节流装置5压降近为第三毛细管节流装置11的7倍,第三毛细管节流装置11压降较小,有利于平衡从作为微通道蒸发器使用的第一微通道换热器3或者第二微通道换热器12流出的制冷剂和从第二毛细管节流装置11流出的制冷剂之间的压力。
在本发明的另一种优选实施例中,第一毛细管节流装置5与第三毛细管节流装置11毛细管缠绕卷数之比为10:1,第一毛细管节流装置5的压降近为第三毛细管节流装置11的10倍,充分将即将进入第一气液分离装置10的制冷剂压力降低,更有利于制冷剂在作为微通道蒸发器使用的第一微通道换热器3或者第二微通道换热器12蒸发。
图2所示的是本发明的微通道换热器剖面图,制冷剂从带有长笛型分液管的主管流入,通过微通道与外界进行换热,随后流入到另一端的主管,即完成了在微通道换热器中的蒸发或冷凝过程。
图3所示的是本发明的第一气液分离装置10细节图,第一气液分离装置10在离顶端1/6~1/8处通过右侧管路与第二四通阀7相连接连通,所述管路插入第一气液分离装置10水平宽度的1/4~1/3处,并与第一气液分离装置10中设置的U型管连接连通,所述U型管的直径为第一气液分离装置10水平宽度的1/2,且出口位于回路稳态后第一气液分离装置10中的液面以下;第一气液分离装置10在离顶端7/8~9/10处通过左侧管路与第二四通阀7相连,所述管路插入第一气液分离装置10水平宽度的1/5~1/4处;第一气液分离装置10在顶部的正中间通过管路与第三毛细管节流装置11相连,所述管路水平插入第一气液分离装置10垂直高度的1/10~1/12处。第一气液分离装置10将节流后的气液两相制冷剂的气态制冷剂导出至压缩机1前置的第二气液分离装置13,而液态制冷剂进入作为微通道蒸发器使用的第一微通道换热器3或者第二微通道换热器12,液态制冷剂比起气液两相制冷剂在微通道蒸发器的分液歧管中的流动分配过程,将更有利于作为微通道蒸发器使用的第一微通道换热器3或者第二微通道换热器12均匀分液。
图4所示的是本发明的第二气液分离装置细节图,第二气液分离装置13在底部的正中间通过管路与第二毛细管节流装置11连接连通,所述管路插入第二气液分离装置13垂直高度的1/8~1/10处;第二气液分离装置13在离顶端1/8~1/10处通过左侧管路与第一四通阀2连接连通,所述管路水平插入第二气液分离装置13宽度的1/6~1/8处,并与第二气液分离装置13中设置的U型管连接连通,所述U型管直径为第二气液分离装置13宽度的1/2,且出口位于回路稳态后第二气液分离装置的液面以上;第二气液分离装置13顶部正中间的流出一端通过管路与压缩机相连,所述管路水平插入第二气液分离装置13宽度的1/8~1/10处。第二气液分离装置13确保进入压缩机1的制冷剂为气态制冷剂,保证压缩机1安全进行。同时,第一气液分离装置10的气态制冷剂通过和第二气液分离装置13中第一四通阀2出口的气态制冷剂,可以在第二气液分离装置13中充分混合,然后再进入压缩机1,避免节流后的气液两相制冷剂的气态直接进入压缩机1,也充分保证了压缩机1的安全稳定运行。
图5所示的是本发明的微通道换热器分液端头细节图,此分液端头内含有长笛型分液管。长笛型分液管的长度为400~450mm,直径为5~10mm,孔数为40~50,孔直径为4~5mm。长笛型分液管通过内外两层套管式静压结构,更加有利于液态制冷剂在作为微通道蒸发器使用的第一微通道换热器3或者第二微通道换热器12的分液歧管中均匀分液。
图6所示的是本发明的循环系统在logP-h图上的循环过程,图6中字母标号均是针对制冷剂的状态而言,作为制冷回路时,其中,状态点A表示制冷剂处于过热状态,防止制冷剂在压缩机内产生液击现象;状态点B为经过压缩机1的压缩后,制冷剂的状态为高压气态;通过第一微通道换热器3,制冷剂的状态变为状态点C,状态为高压液态,进入第一毛细管节流装置5后由液态点C变为状态点D的气液混合状态,经由第一气液分离装置10后,由第一气液分离装置10侧端出来的制冷剂呈状态点E的液态,此部分制冷剂进入第二微通道换热器12,经第二微通道换热器12换热蒸发后,变成状态点F,通过第一四通阀2进入第二气液分离装置13并随后进入压缩机1;而由第一气液分离装置10顶部出来的气态制冷剂经过第三毛细管节流装置11节流降压后与状态点G的制冷剂汇合后变成状态点A,进入压缩机1,完成整个循环。
作为制热回路时,其中,状态点A表示制冷剂处于过热状态,防止制冷剂在压缩机内产生液击现象;状态点B为经过压缩机1的压缩后,制冷剂的状态为高压气态;通过第二微通道换热器12,制冷剂的状态变为状态点C,状态为高压液态,进入第二毛细管节流装置8后由液态点C变为状态点D的气液混合状态,经由第一气液分离装置10后,由第一气液分离装置10侧端出来的制冷剂呈状态点E的液态,此部分制冷剂进入第一微通道换热器3,经第一微通道换热器3换热蒸发后,变成状态点F,通过第一四通阀2进入第二气液分离装置13并随后进入压缩机1;而由第一气液分离装置10顶部出来的气态制冷剂经过第三毛细管节流装置11节流降压后与状态点F的制冷剂汇合后变成状态点G,进入压缩机1,完成整个循环。
以上仅是对本发明具体实施例的介绍说明,用以说明本发明技术方案,但本发明的保护范围并不仅限于以上实施例,只要是相关技术人员对技术特征进行等同替换或改进,所形成的技术方案均落入本发明保护范围。

Claims (6)

1.一种蒸发前置气液分离装置的微通道热泵回路,其特征在于,包括压缩机(1)、第一四通阀(2)、第一微通道换热器(3)、第一毛细管节流装置(5)、第一三通阀(6)、第二四通阀(7)、第二毛细管节流装置(8)、第二三通阀(9)、第一气液分离装置(10)、第三毛细管节流装置(11)、第二微通道换热器(12)、第二气液分离装置(13)、第一旁通管(14)、第二旁通管(15);所述压缩机(1)的排气口连接第一四通阀(2),第一四通阀(2)的另外三个端口分别连接第一微通道换热器(3)、第二微通道换热器(12)和第二气液分离装置(13),第一微通道换热器(3)与并联的第一毛细管节流装置(5)和第一旁通管(14)的一端同时连接,第一毛细管节流装置(5)和第一旁通管(14)的另一端分别连接第一三通阀(6),并通过第一三通阀(6)连接第二四通阀(7),第二四通阀(7)的另外三个端口分别与第一气液分离装置(10)的气液两相制冷剂进口和液态制冷剂出口、并联的第二毛细管节流装置(8)和第二旁通管(15)的一端连接,第二毛细管节流装置(8)和第二旁通管(15)另一端分别连接第二三通阀(9),并通过第二三通阀(9)与第二微通道换热器(12)一端连接,第二微通道换热器(12)另一端与第一四通阀(2)连接,所述第一气液分离装置(10)的气态制冷剂出口通过依次连接的第三毛细管节流装置(11)和第二气液分离装置(13)与压缩机(1)进气口连接;
所述第一气液分离装置(10)在离顶端1/6~1/8处通过第一管路与第二四通阀(7)相连通,所述第一管路插入第一气液分离装置(10)水平宽度的1/4~1/3处,并与第一气液分离装置(10)中设置的U型管连通,所述U型管的直径为第一气液分离装置(10)水平宽度的1/2,且出口位于回路稳态后第一气液分离装置(10)中的液面以下;
第一气液分离装置(10)在离顶端7/8~9/10处通过第二管路与第二四通阀(7)相连,所述第二管路插入第一气液分离装置(10)水平宽度的1/5~1/4处;
第一气液分离装置(10)在顶部的正中间通过第三管路与第三毛细管节流装置(11)相连,所述第三管路插入第一气液分离装置(10)垂直高度的1/10~1/12处;
所述第二气液分离装置(13)在底部的正中间通过第四管路与第三毛细管节流装置(11)连通,所述第四管路插入第二气液分离装置(13)垂直高度的1/8~1/10处;
第二气液分离装置(13)在离顶端1/8~1/10处通过第五管路与第一四通阀(2)连通,所述第五管路水平插入第二气液分离装置(13)宽度的1/6~1/8处,并与第二气液分离装置(13)中设置的第一U型管连通,所述第一U型管直径为第二气液分离装置(13)宽度的1/2,且出口位于回路稳态后第二气液分离装置(13)中的液面以上;
第二气液分离装置(13)顶部正中间的流出一端通过第六管路与压缩机相连,所述第六管路插入第二气液分离装置(13)垂直高度的1/8~1/10处。
2.根据权利要求1所述的蒸发前置气液分离装置的微通道热泵回路,其特征在于,所述热泵回路作为制冷回路时,第一旁通管(14)断开,压缩机(1)排气口、第一四通阀(2)、第一微通道换热器(3)、第一毛细管节流装置(5)、第一三通阀(6)、第二四通阀(7)、第一气液分离装置(10)、第三毛细管节流装置(11)、第二气液分离装置(13)、压缩机(1)进气口依次连通,同时,第二四通阀(7)的另一个端口、第二三通阀(9)、第二微通道换热器(12)和第二气液分离装置(13)也依次连通,与第二毛细管节流装置(8)并联的第二旁通管(15)也开启,连通第二四通阀(7)和第二三通阀(9);
所述第一微通道换热器(3)作为微通道冷凝器使用,第二微通道换热器(12)作为微通道蒸发器使用;
从所述第三毛细管节流装置(11)流出的制冷剂与第二微通道换热器(12)流出的制冷剂在第二气液分离装置(13)中混合;
所述第一四通阀阀口二(2b)与压缩机(1)制冷剂出口连通,流入第一四通阀(2)的制冷剂从第一四通阀阀口一(2a)流出至第一微通道换热器(3);第一四通阀阀口三(2c)与第二微通道换热器(12)制冷剂出口连通,流入第一四通阀(2)的制冷剂从第一四通阀阀口四(2d)流出,随后流入到第二气液分离装置(13);
所述第一三通阀阀口一(6a)与第一毛细管节流装置(5)制冷剂出口连通,流入第一三通阀(6)的制冷剂从第一三通阀阀口二(6b)流出,随后流入到第二四通阀阀口四(7d);第一三通阀阀口三(6c)与第一旁通管(14)底端连通;在所述制冷回路中,第一三通阀阀口一(6a)和第一三通阀阀口二(6b)打开,第一三通阀阀口三(6c)关闭;
所述第二四通阀阀口四(7d)与第一三通阀阀口二(6b)连通,流入第二四通阀(7)的制冷剂从第二四通阀阀口一(7a)流出至第一气液分离装置(10);第二四通阀阀口三(7c)与第一气液分离装置(10)液态制冷剂出口连通,流入第二四通阀(7)的制冷剂从第二四通阀阀口二(7b)流出,随后流入到第二旁通管(15);
所述第二三通阀阀口三(9c)与第二旁通管(15)制冷剂出口连通,流入第二三通阀(9)的制冷剂从第二三通阀阀口二(9b)流出,随后流入到第二微通道换热器(12);第二三通阀阀口一(9a)与第二毛细管节流装置(8)底端连通;在所述制冷回路中,第二三通阀阀口三(9c)和第二三通阀阀口二(9b)打开,第二三通阀阀口一(9a)关闭。
3.根据权利要求1所述的蒸发前置气液分离装置的微通道热泵回路,其特征在于,所述热泵回路作为制热回路时,第二旁通管(15)断开,压缩机(1)排气口、第一四通阀(2)、第二微通道换热器(12)、第二三通阀(9)、第二毛细管节流装置(8)、第二四通阀(7)、第一气液分离装置(10)、第三毛细管节流装置(11)、第二气液分离装置(13)、压缩机(1)进气口依次连通,同时,第二四通阀(7)的另一个端口、第一三通阀(6)、第一微通道换热器(3)和第二气液分离装置(13)也依次连通,与第一毛细管节流装置(5)并联的第一旁通管(14)也开启,连通第一微通道换热器(3)和第一三通阀(6);
所述第一微通道换热器(3)作为微通道蒸发器使用,第二微通道换热器(12)作为微通道冷凝器使用;
从所述第三毛细管节流装置(11)流出的制冷剂与第一微通道换热器(3)流出的制冷剂在第二气液分离装置(13)中混合;
所述第一四通阀阀口二(2b)与压缩机(1)制冷剂出口连通,流入第一四通阀(2)的制冷剂从第一四通阀阀口三(2c)流出至第二微通道换热器(12);第一四通阀阀口一(2a)与第一微通道换热器(3)制冷剂出口连通,流入第一四通阀(2)的制冷剂从第一四通阀阀口四(2d)流出,随后流入到第二气液分离装置(13);
所述第二三通阀阀口二(9b)与第二微通道换热器(12)制冷剂出口连通,流入第二三通阀(9)的制冷剂从第二三通阀阀口一(9a)流出,随后流入到第二毛细管节流装置(8);第二三通阀阀口三(9c)与第二旁通管(15)底端连通;在所述制热回路中,第二三通阀阀口一(9a)和第二三通阀阀口二(9b)打开,第二三通阀阀口三(9c)关闭;
所述第二四通阀阀口二(7b)与第二毛细管节流装置(8)的制冷剂出口连通,流入第二四通阀(7)的制冷剂从第二四通阀阀口一(7a)流出至第一气液分离装置(10);第二四通阀阀口三(7c)与第一气液分离装置(10)液态制冷剂出口连通,流入第二四通阀(7)的制冷剂从第二四通阀阀口四(7d)流出,随后流入到第一三通阀阀口二(6b);
所述第一三通阀阀口二(6b)与第二四通阀阀口四(7d)连通,流入第一三通阀(6)的制冷剂从第一三通阀阀口三(6c)流出,随后流入到第一旁通管(14);第一三通阀阀口一(6a)与第一毛细管节流装置(5)底端连通;在所述制热回路中,第一三通阀阀口二(6b)和第一三通阀阀口三(6c)打开,第一三通阀阀口一(6a)关闭。
4.根据权利要求1所述的蒸发前置气液分离装置的微通道热泵回路,其特征在于,所述第一毛细管节流装置(5)与第二毛细管节流装置(8)的毛细管缠绕圈数相同,所述第一毛细管节流装置(5)与第三毛细管节流装置(11)的毛细管缠绕圈数之比为5:1~10:1。
5.根据权利要求1所述的蒸发前置气液分离装置的微通道热泵回路,其特征在于,所述第一微通道换热器(3)与并联的第一毛细管节流装置(5)和第一旁通管(14)的一端相连的主管上设置有第一长笛型分液管(31);所述第二微通道换热器(12)与第二三通阀(9)相连的主管上设置有第二长笛型分液管(121)。
6.根据权利要求5所述的蒸发前置气液分离装置的微通道热泵回路,其特征在于,所述第一长笛型分液管(31)和第二长笛型分液管(121)的长度为400~450mm,直径为5~10mm,孔数为40~50,孔直径为4~5mm。
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