CN108826769A - 一种容积可变的储液器及空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种容积可变的储液器及空调系统。其中容积可变的储液器，其包括：壳体、中间管道和滤网组件。壳体和中间管道之间设有至少一筒体，该筒体的下端与壳体的底部固定连接，筒体中与中间管道相邻的筒体的上端口与一容腔隔离装置的下端口连接，该容腔隔离装置的上端口与滤网组件的外圆连接，筒体上设有只能由内腔向外腔流通的单向控制阀。将储液器的容腔由单个容腔分解为多个容腔，通过单向控制阀，可保证流体只能从内腔向外腔流动，从而实现储液器容积的可变调节。本储液器可使中间管道中的气体冷媒长期被内层容腔中的液态冷媒和冷冻油混合液所围绕，从而可保证气态冷媒比容变小，以致使压缩机吸气温度保持低温并且大质量流量的运转，提高压缩机的制冷量和能效比及运行的可靠性。

Description

一种容积可变的储液器及空调系统

技术领域

本发明涉及空调系统领域，尤其涉及一种用于对来自空调系统的气液混合冷媒进行气液分离之后，再将气体冷媒输入压缩机吸气腔中的储液器及具有该储液器的空调系统。

背景技术

目前制冷市场客户对压缩机能效和可靠性的要求不断提高，压缩机的高能效和高可靠性已成为衡量压缩机竞争实力的最重要指标。在保证压缩机吸气腔气态冷媒不存在液压缩的前提下，通过降低压缩机的吸气温度，减小压缩机吸气腔气态冷媒的比容，增大压缩机吸气腔气态冷媒的质量流量，从而提高压缩机的制冷量和能效比，降低压缩机的排气温度，提高压缩机运行可靠性，已成为一种有效的解决手段。

如图1所示，现有压缩机使用的容积固定的储液器(又称气液分离器)，其包括壳体01、设于壳体顶部的进气口直管02、设于壳体底部的出气口弯管03，设于壳体内部的中间管道04。该钢管的底端与出气口弯管连通，而钢管的顶端与所述进气口直管中间设有一滤网组件05。来自空调系统过来的气液混合冷媒由进气口直管进入储液器，经过滤网组件05的阻隔，其中气体冷媒06的一部分经由中间管道04直接进入压缩机的吸气腔中，还有一些部分的气体冷媒06弥散于中间管道04外的腔体中；而其中的液体冷媒和冷冻油先吸附在滤网组件05的网壁上，然后顺着网壁流落到中间管道04外的腔体内，即通过储液器分离后的液态冷媒和冷冻油储存07在储液器筒体中，从而起到气液分离以及储存冷冻油和液态冷媒的功能。流通气态冷媒的中间管道，其外侧大部分被气态冷媒围绕，只有下部很小一段钢管被储液器底部的液态冷媒和冷冻油包围。由于中间管道上部分周围气态冷媒的隔热降温效果明显不如冷冻油和液态冷媒，如此导致中间管道中的气态冷媒温度偏高，使得压缩机的吸气温度偏高，进而使吸气腔中的气态冷媒比容增大，导致压缩机的实际质量流量偏小，最终造成压缩机的制冷量和能效比偏低，以及压缩机排气温度的偏高，影响压缩机的可靠性运行。

因此，如何克服现有压缩机吸气温度偏高，以致压缩机制冷量和能效比偏低、工作可靠性下降以及储液器容积效率较低的缺陷是业界亟待解决的问题。

发明内容

本发明为了解决现有压缩机吸气温度偏高，以致压缩机制冷量和能效比偏低、工作可靠性下降以及储液器容积效率较低的技术问题，提出一种可有效降低压缩机吸气温度的以致压缩机制冷量、能效比提升的容积可变的储液器及具有该储液器的空调系统。

本发明提出的一种容积可变的储液器，其包括：壳体、中间管道和滤网组件。所述壳体和中间管道之间设有至少一筒体，该筒体的下端与所述壳体的底部固定连接，所述筒体中与中间管道相邻的筒体的上端口与一容腔隔离装置的下端口连接，该容腔隔离装置的上端口与所述滤网组件的外圆连接，所述的筒体上设有只能由内腔向外腔流通的单向控制阀。

较优的，所述的筒体为同心圆柱体、椭圆形柱体、矩形柱体或菱形柱体的任一种。

较优的，所述的容腔隔离装置为一喇叭口状的筒体。

较优的，所述的单向控制阀为液位控制阀、压力控制阀或位移控制阀的任一种。

较优的所述单向控制阀位于所述筒体上的高度值L2的范围为：L1< L2 < L1，其中，L1为储液器底部至所述中间管道顶端口的垂直距离。

较优的，所述的筒体可以为两个，呈同心圆设置。

较优的，所述的筒体和壳体的半径要求为： < = < ，其中，R1、R2分别为所述内、外层筒体的半径，R3为所述储液器壳体的半径。

本发明还提出了一种空调系统，其包括压缩机，该压缩机的吸气口与所述容积可变的储液器的出气口弯管连通。

本发明在常规容积固定结构的储液器基础上，将储液器的容腔由常规结构的单个容腔，分解为多个容腔，各容腔之间通过单向控制阀联通。当储液器中的液态冷媒和冷冻油混合液体不断增加时，混合液体通过单向控制阀的控制，可保证只能从内腔向外腔流动，依次填充储液器各容腔，从而实现整个储液器容腔容积的可变调节和提高了容积效率。该储液器可以使得流通气体冷媒的中间管道外围的大部分，长期被最里层容腔中的液态冷媒和冷冻油混合液所围绕，由于中间管道周围冷冻油和液态冷媒的隔热降温效果明显优于常规储液器气态冷媒的隔热效果，从而可保证中间管道中的气态冷媒比容变小，且保持长期稳定。以致使压缩机吸气腔中气态冷媒的吸气温度长期保持低温状态，而保证压缩机长期大质量流量运转，提高压缩机的制冷量和能效比，同时降低吸气温度还可以降低压缩机排气温度，提高压缩机的整机运行可靠性。

附图说明

图1为现有储液器的剖视图；

图2本发明储液器较佳实施例的剖视图；

图3为图2中A-A向的剖切示意图；

图4为本发明储液器与压缩机连接的较佳实施例的剖视图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步的说明。

如图2、图3所示，为本发明储液器的较佳实施例的结构展示图。所述的容腔容积可变的储液器300，其包括：中间筒体组件100、设于其顶部的用作密封的上筒体13以及进气口直管1和设于底部的用作储液的下筒体9以及出气口弯管10。而中间筒体组件100又包括：外筒体3、中间管道7、滤网组件2、隔板8。所述的外筒体3和上筒体13及下筒体9构成储液器300的壳体。本实施列中，壳体和中间管道之间有两个同心设置的圆柱形筒体，即内层筒体6和外层筒体4。内层筒体6和外层筒体4将外筒体3和中间管道7之间的腔体分割成三层环状的容腔，即第一、第二和第三容腔21、22、23，内外层筒体6、4的下端全部与下筒体9内表面焊接在一起。滤网组件2设于中间管道7和内外层筒体6、4上端口的上方，其外圆与外筒体3的内圆紧密连接。而在内层筒体6的上端口设有一喇叭口状的容腔隔离装置14，即该容腔隔离装置的下端口与内层筒体6上端口连接，而容腔隔离装置的上端口与上方的滤网组件2的外圆连接。如此容腔隔离装置14就将中间管道7、第一容腔21与第二容腔22、第二空腔23分隔开来。在内外层筒体6、4上设有只能由内腔向外腔流通的单向液位控制阀5。根据实际需要，也可以设置其他单向控制阀，如，压力控制阀或位移控制阀等等。只要可以控制流体由内腔向外腔流通便可。设于外筒体3与中间管道7之间的筒体除了采用圆柱体同心设置外，也可以采用其它结构的筒体，如，椭圆形柱体、矩形柱体或菱形柱体的任一种，还可以采用任意不规则的柱体，只要可将外筒体3与中间管道7之间的空腔分隔开便可。储液器中被分割的容腔数量，可以根据压缩机实际使用情况确定，可以是2个，3个，4个，甚至n个，但至少为2个容腔。单向控制阀5安装于内外层筒体6、4上的高度值L2的范围应控制在： L1< L2 < L1，其中，L1为储液器底部至中间管道7上端口的垂直距离,L2也是由储液器底部至单向控制阀的垂直距离。如图3所示，内外层筒体6、4和外筒体3的半径要求控制在： < = < ，其中，R1、R2分别为内、外层筒体6、4的半径，R3为所述储液器外筒体3的半径。

如图4所示，本发明还提供一种空调系统，包括压缩机200，该压缩机的吸气口与本发明的容积可变的储液器300的出气口弯管10连通。储液器的主要作用为对来自系统的气液混合冷媒进行气液分离，气态冷媒11通过储液器中间管道7直接进入压缩机泵体吸气腔中，分离后的液态冷媒和冷冻油12储存在储液器筒体中，从而起到气液分离以及储存冷冻油和液态冷媒的作用。

如图2、图3所示，空调系统开始工作后，从系统进入储液器300中的气液混合冷媒经过滤网组件2的阻隔，其中的气体冷媒11进入中间管道7和第一容腔21，而其中的液体冷媒和冷冻油先吸附在滤网组件2的网壁上，然后顺着网壁流落到喇叭口状的容腔隔离装置14倾斜的内表面上，并顺着斜面流入到第一容腔21的底部。随着进入储液器300中的气液混合冷媒的不断增加，液态冷媒和冷冻油的混合液体由内层空腔往外层空腔依次填充储液器的各容腔体，各容腔之间通过单向控制阀5的控制保证冷冻油和液态冷媒12只能从内腔向外腔流动。如此结构使得流通气态冷媒11的中间管道7，其周围大部分始终被冷冻油和液态冷媒混合液体12包围，相比现有结构储液器中流经气态冷媒的中间管道，其周围大部分始终被气态冷媒包围。则本发明储液器的混合液体12的隔热效果明显优于冷媒气体11，且不受外围气态冷媒温度的影响，同时液态冷媒和冷冻油混合液体还可以对中间钢管中的气态冷媒降温，以保证中间管道中的气态冷媒长期保持低温气体状态，从而使压缩机吸气腔始终获得大流量的质量流量，最终提高压缩机的制冷量和能效比，同时降低压缩机排气温度，提高压缩机的工作可靠性。

对于定频压缩机，当压缩机在小负荷工况下工作时，系统中参与流通换热的冷媒流量偏小，储存在压缩机储液器中的液态冷媒偏多，此时储液器各容腔可能全部储存冷媒；当压缩机在中间制冷工况下工作时，系统中参与流通换热的冷媒流量适中，储存在压缩机储液器中的液态冷媒适中，此时储液器各容腔只需部分储存冷媒；当压缩机在最大制冷工况下工作时，系统中参与流通换热的冷媒流量最大，储存在压缩机储液器中的液态冷媒较少，此时储液器各容腔可能只有内层最小的容腔被用于储存。因此，本发明提供的储液器可以根据空调系统的不同工况，对冷媒流量的不同需求，自动适应给出不同容腔参与储存工作。

另外，对于变频压缩机，为适应变频压缩机在不同频率下的冷媒流量需求，该容积可变的储液器也可以自适应变频压缩机在不同工作频率下控制相应的储液容积，以满足压缩机泵体吸气腔不同工作频率下的供气量，实现变频压缩机在不同频率下，压缩机吸气量的最优供给，保证压缩机在各频率下的性能和可靠性最大化。

以上所述实施例主要是为了说明本发明的创作构思，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种容积可变的储液器，包括壳体、中间管道和滤网组件，其特征在于，所述壳体和中间管道之间设有至少一筒体，该筒体的下端与所述壳体的底部固定连接，所述筒体中与所述中间管道相邻的筒体的上端口与一容腔隔离装置的下端口连接，该容腔隔离装置的上端口与所述滤网组件的外圆连接，所述的筒体上设有只能由内腔向外腔流通的单向控制阀。

2.如权利要求1所述的容积可变的储液器，其特征在于，所述的筒体为同心圆柱体、椭圆形柱体、矩形柱体或菱形柱体的任一种。

3.如权利要求1所述的容积可变的储液器，其特征在于，所述的容腔隔离装置为一喇叭口状的筒体。

4.如权利要求1所述的容积可变的储液器，其特征在于，所述的单向控制阀为液位控制阀、压力控制阀或位移控制阀的任一种。

5.如权利要求4所述的容积可变的储液器，其特征在于，所述单向控制阀位于所述筒体上的高度值L2的范围为：L1<L2< L1，其中，L1为储液器底部至所述中间管道顶端口的垂直距离。

6.如权利要求1所述的容积可变的储液器，其特征在于，所述的筒体为两个，呈同心圆设置。

7.如权利要求6所述的容积可变的储液器，其特征在于，所述的筒体和壳体的半径要求为： < = < ，其中，R1、R2分别为所述内、外层筒体的半径，R3为所述储液器壳体的半径。

8.一种空调系统，包括压缩机，其特征在于，所述压缩机的吸气口与如权利要求1~7任一项所述容积可变的储液器的出气口弯管连通。