CN106352608B - 经济器组件及具有其的制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种经济器组件，其包括：壳体；所述壳体内通过隔板隔成经济器腔室与级间流路腔室；所述经济器腔室设有冷凝器连接端口及蒸发器连接端口；所述级间流路腔室设有连接于多级压缩机组之间的第一连接端口及第二连接端口；所述经济器腔室与所述级间流路腔室在所述壳体内流体连通。本发明提供的经济器组件能够简化应用其的制冷系统的管路复杂程度。

Description

经济器组件及具有其的制冷系统

技术领域

本发明涉及制冷系统，更具体而言，本发明涉及改良的制冷系统的经济器组件。

背景技术

经济器是大型制冷系统中常用的一种部件，其用于使制冷剂的一部分自身节流蒸发吸收热量，进而使制冷剂的另一部分得到过冷。在很多情况下，其可用于具有多级压缩机组的制冷系统中。在蒸发温度较低的工况下，普通的多级压缩机组存在效率降低、制冷量减小及排气温度较高等多种缺陷。若采用经济器在多级压缩机组的压缩级间进行补气，便能够改善制冷循环的效率、提高制冷量及降低压缩机排气温度。

作为大型制冷系统必备的一种部件，在制冷系统的整体设计中，不可避免地要考虑应用经济器后的制冷系统的整体布局。经济器与其他部件的连接管路也需要一并进行设计，这使得大型制冷机组的整体布局变得更加苦难及复杂。此外，管路布置的复杂程度也会间接地影响到系统的运行效率及可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种经济器组件，以便简化应用其的制冷系统的管路复杂程度。

本发明的目的还在于提供一种具有该经济器组件的制冷系统，以简化该制冷机组整体布局的复杂程度，确保系统运行效率及可靠性。

为实现以上目的或其他目的，本发明提供以下技术方案。

根据本发明的一个方面，提供一种经济器组件，其包括：壳体；所述壳体内通过隔板隔成经济器腔室与级间流路腔室；所述经济器腔室设有冷凝器连接端口及蒸发器连接端口；所述级间流路腔室设有连接于多级压缩机组之间的第一连接端口及第二连接端口；所述经济器腔室与所述级间流路腔室流体连通。

根据本发明的另一个方面，还提供一种制冷系统，其包括：如前所述的经济器组件以及多级压缩机组；所述级间流路腔室通过所述第一连接端口及所述第二连接端口连接于所述多级压缩机组之间。

附图说明

图1是本发明的经济器组件的一个实施例的示意图。

具体实施方式

参照图1，提供了本发明的经济器组件100的一个实施例。该经济器组件100具有类似于常规经济器的外部结构，也即具有耐腐蚀的金属质地的筒状壳体110。壳体110内通过隔板140隔出两个内部空间：经济器腔室120以及级间流路腔室130。壳体110上开设有冷凝器连接端口111、蒸发器连接端口112、第一连接端口113及第二连接端口114。其中，冷凝器连接端口111及蒸发器连接端口112与经济器腔室120流体连通；而第一连接端口113及第二连接端口114与级间流路腔室130流体连通。此外，应当知道的是，为实现经济器常规具有的补气功能，还应使经济器腔室120与级间流路腔室130能够流体连通。其中经济器腔室120在蒸发器连接端口112的上游的下游还设有浮子室150，其中存在用于根据浮子室150内液位高低来控制通断及开度的浮子阀151。

在此种布置下，由冷凝器流入经济器腔室120中的制冷剂节流成气液两相状态，其中气相制冷剂可直接流入级间流路腔室130，实现对多级压缩机组的级间补气，进而达成降低多级压缩机组的排气温度及提高质量的效果。并省却了多级压缩机组专用的级间管路，避免了复杂的管路设计问题，且不再存在大型的弯曲连接管路，整体结构更为紧凑及简化。

为更好地实现本发明的目的，各结构特征的设计位置也十分重要。

其中，对于壳体110由隔板140所隔出的两个腔室而言，经济器腔室120可选地位于壳体110的下部，而级间流路腔室130位于壳体130的上部。这更有利于两相制冷剂在经济器腔室120中完成气液两相制冷剂的分离，并且更有利于浮于液相制冷剂上方的气相制冷剂被抽吸入级间流路腔室130中，从而促进对多级压缩机组的级间补气。

此外，根据上文描述可知，所谓的经济器腔室120与级间流路腔室130是根据两个腔室在机组所起的作用而定义出的两个空间，两者之间并非完全隔绝，而是存在流体连通的结构。具体而言，隔板140靠近第二连接端口114的一端基本与壳体110的端部或底部形成密封（除下文将描述的排液孔之外），而隔板140靠近蒸发器连接端口111的一端则可以形成补偿端口131，经济器腔室120与级间流路腔室130则通过补偿端口131来实现流体连通。

可选地，为便于成型，补偿端口131可直接形成为半月形。

此外，虽然两相制冷剂在经济器腔室120内可节流分离成气相制冷剂及液相制冷剂，然而此种分离并非是彻底地或绝对地。也即，气相制冷剂中可能还掺杂有微小液滴，而液相制冷剂中还混合有气体。在这种情况下，为保证被抽吸入级间流路腔室130中的气相制冷剂的纯粹性，还可在补偿端口上游设置除雾部件，其能够提供对液相制冷剂的有效滤除，进而避免过量的液相制冷剂进入压缩机而造成液击现象。

可选地，可将除雾器部件布置在比隔板140更高的位置。此种设置的考虑如下：由于经济器腔室120的气液分离效果，液相制冷剂通常会更多地存在于下部空间，而气相制冷剂通常更多地存在于上部空间。因此，即便假设没有除雾器部件的存在，经济器腔室120更高处的液相制冷剂的所占比例也越低。因此将除雾器部件布置得比隔板140更高将更有利于提高对液相制冷剂的除雾效果。当然，此时的隔板140需重新设计有一个向上的折弯，以密封住其与除雾器部件由于高度差而存在的缝隙，进而避免液相制冷剂由此缝隙直接进入级间流路腔室130中。

此处的除雾器部件要求为对雾状液滴具备吸附或分离作用即可。为实现较好的滤除效果，本发明提供一种除雾器部件的具体实施例。即，丝网除雾器121。

为便于丝网除雾器121的安装，本发明还可在壳体110内部的两侧布置插槽122，并将过滤部件通过插入插槽122的方式来布置于其中。

值得注意的是，当通过补偿端口131来流体连通经济器腔室120与级间流路腔室130时，必须由多级压缩机组的中间级导叶来控制经济器腔室120中的压力，并维持其与蒸发器之间的压差，从而保证制冷剂有效地从经济器腔室120流至蒸发器。

此外，可选地，若该经济器组件应用无中间级导叶的多级压缩机组时，可封闭补偿端口131，而在经济器组件的壳体110上设置阻尼阀端口115。其一端连接至经济器腔室120，而另一端在壳体110外再接入所述级间流路腔室130中。此时，可通过阻尼阀来调节经济器腔室120的压力，从而维持经济器腔室120与蒸发器之间的压差，以保证制冷剂有效地从经济器腔室120流向蒸发器。这与中间级导叶一样，同样能实现调节经济器腔室120中的压力的目的。

此外，几个端口的具体位置设计对于增加制冷剂在整个经济器组件100中的流动的流畅程度也起到重要作用。例如，在本实施例中，冷凝器连接端口111设于经济器组件100的右下侧；蒸发器连接端口112设于经济器组件100的左下侧；第一连接端口113设于经济器组件100的上侧且靠近该补偿端口131；而第二连接端口114则设于经济器组件100的右端部上。这样使得经由冷凝器连接端口111从右下方进入经济器腔室120的两相制冷剂在从右往左的流动过程中逐渐实现气液分离；在到达左端后，液相制冷剂从左下角的蒸发器连接端口112前往蒸发器；而气相制冷剂在从左上角往右经由补偿端口131流入级间流路腔室130，与经由第一连接端口113被抽吸入级间流路腔室130中的经过一级压缩的气相制冷剂混合，随后一并通过第二连接端口114进入压缩机中。整个流动过程非常平稳，不存在多于的波折或回路。

另外，为实现将一个筒形外壳隔成经济器腔室120与级间流路腔室130的目的，该隔板的设计显得尤为重要。

如图1所示，隔板140大体上分为两个区段，即：沿壳体110的纵向方向延伸的第一区段141及让位于第二连接端口114的第二区段142。其中，第一区段141对在壳体110内隔离出经济器腔室120与级间流路腔室130起主要作用；而第二区段142则主要是为了使气相制冷剂更平稳地流入多级压缩机组的第二级而提供让位，以进一步降低其流动阻力。

可选地，出于方便安装/焊接的目的，第一区段141可直接设置为直板。

可选地，第一区段141与第二区段142直接能够形成折弯。为提高流动的流畅性，该折弯可具有圆滑的过渡部分。

其中，为简化壳体110内部的结构设计，使制冷剂在经由其中的流动尽可能地顺畅，可将第二区段142设计成布置在壳体110内靠近冷凝器连接端口111的一侧。

当机组停止运行时，由于折弯的存在，可能会有部分液相制冷剂积存于第二区段142处的折弯部分内。因此，出于防止积液的目的，还可在级间流路腔室130的最低处设置排液孔143，例如，可在第二区段142的底部设有排液孔143，并且通过电磁阀来控制该排液孔143的开闭。如此设计，使得在机组停止运行时，打开电磁阀，令液相制冷剂透过排液孔143流入经济器腔室120，并进而返回到冷凝器中。

再者，本发明还提供了一种制冷系统的实施例，其应用了本发明前述的经济器组件100，且还包括多级压缩机组。其中级间流路腔室130通过第一连接端口113连接至多级压缩机组中的第一级压缩机的排出口，且通过第二连接端口114连接至多级压缩机组中的第二级压缩机的吸入口。

在此种布置下，该制冷系统省却了多级压缩机组专用的级间管路，避免了复杂的管路设计问题，使得制冷机组将仅存在三个外壳布局（即蒸发器、冷凝器与经济器），整体结构更为紧凑及简化。

如下将参照图1及未示出的制冷系统的其他部件来描述本发明的一个实施例的制冷系统的工作过程。

当制冷系统开始工作时，从冷凝器流出的制冷剂经由冷凝器连接端口111从右下方进入经济器腔室120；并在经济器腔室120内从右向左流动，在流动过程中同时进行气液两相分离；在到达经济器腔室120的左端后，一方面，液相制冷剂经流入左下角的浮子室150，当在浮子室150中积存一定量的液相制冷剂后，浮子阀151开启，液相制冷剂经由蒸发器连接端口112流入蒸发器进行热交换，随后返回压缩机；另一方面，气相制冷剂经由左上侧的丝网除雾器121滤除部分掺杂其中的制冷剂雾状液滴后，往右经由补偿端口131被抽吸入级间流路腔室130，并与经由第一连接端口113被抽吸入级间流路腔室130中的经过一级压缩的气相制冷剂混合，混合后的气相制冷剂通过第二连接端口114被抽吸至压缩机中。如此进行往复循环。

在本发明的描述中，需要理解的是，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或特征必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上例子主要说明了本发明的经济器组件及具有其的制冷系统。尽管只对其中一些本发明的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (16)

1.一种经济器组件，其特征在于，包括：壳体；所述壳体内通过隔板隔成经济器腔室与级间流路腔室；所述经济器腔室设有冷凝器连接端口及蒸发器连接端口；所述级间流路腔室设有连接于多级压缩机组之间的第一连接端口及第二连接端口；所述经济器腔室与所述级间流路腔室流体连通；其中，所述壳体上还设有阻尼阀端口，其一端连接所述经济器腔室，另一端在所述壳体外再接入所述级间流路腔室；所述经济器腔室与所述级间流路腔室通过所述阻尼阀端口流体连通。

2.根据权利要求1所述的经济器组件，其特征在于，所述隔板包括沿所述壳体的纵向方向延伸的第一区段。

3.根据权利要求2所述的经济器组件，其特征在于，所述第一区段为直板。

4.根据权利要求2所述的经济器组件，其特征在于，所述隔板还包括让位于所述第二连接端口的第二区段，所述第一区段与所述第二区段形成折弯。

5.根据权利要求4所述的经济器组件，其特征在于，所述第二区段在所述壳体内布置在靠近所述冷凝器连接端口的一侧。

6.根据权利要求1所述的经济器组件，其特征在于，在所述级间流路腔室内的最低处设有排液孔，所述排液孔由电磁阀来控制开闭。

7.根据权利要求1所述的经济器组件，其特征在于，在所述经济器组件处于运行状态下，所述经济器腔室位于所述壳体的下部，而所述级间流路腔室位于所述壳体的上部。

8.根据权利要求1所述的经济器组件，其特征在于，所述隔板在所述壳体内形成补偿端口，所述经济器腔室与所述级间流路腔室通过所述补偿端口流体连通。

9.根据权利要求8所述的经济器组件，其特征在于，所述补偿端口在所述壳体内布置在靠近所述蒸发器连接端口的一侧。

10.根据权利要求8所述的经济器组件，其特征在于，所述补偿端口为半月形。

11.根据权利要求8所述的经济器组件，其特征在于，还包括：位于所述补偿端口上游的除雾器部件，在所述经济器组件处于运行状态下，所述除雾器部件用于滤除经由所述经济器腔室流向所述级间流路腔室的液相制冷剂。

12.根据权利要求11所述的经济器组件，其特征在于，在所述经济器组件处于运行状态下，所述除雾器部件布置在比所述隔板更高的位置。

13.根据权利要求11所述的经济器组件，其特征在于，所述除雾器部件为丝网除雾器。

14.根据权利要求11所述的经济器组件，其特征在于，布置在所述壳体内侧的插槽，所述除雾器部件通过所述插槽置于所述壳体内。

15.根据权利要求1所述的经济器组件，其特征在于，所述经济器腔室在所述蒸发器连接端口的上游还设有浮子室。

16.一种制冷系统，其特征在于，包括：如权利要求1至15任意一项所述的经济器组件以及多级压缩机组；所述级间流路腔室通过所述第一连接端口及所述第二连接端口连接于所述多级压缩机组之间。

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