CN109579368A - 带有气液分离功能的高效压力容器及热泵机组 - Google Patents
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Abstract
一种带有气液分离功能的高效压力容器及热泵机组，该高效压力容器包括壳体和壳体内的换热管，所述换热管为多层螺旋盘管，所述换热管与所述壳体内的流体接触换热。本发明通过多层螺旋盘管，并且的换热管直接与壳体内的流体接触换热，增大了换热效率，降低了液体进入压缩机的风险。
Description
技术领域
本发明涉及热泵机领域，更具体地说是一种带有气液分离功能的高效压力容器及热泵机组。
背景技术
热泵机组因适用范围广而得到越来越广泛应用。
现阶段，风冷螺杆机组多采用干式换热器及小型满液式蒸发器。由于干式蒸发器制冷剂在管内蒸发，机组变工况运行时，热负荷发生变化而其冷媒循环量未及时调整，易导致蒸发器出口气体夹带有部分液态冷媒。小型满液式蒸发器因壳体较小，因此制冷剂液位较高，且无法安装气液过滤网，同样会导致蒸发器出口气体夹带有部分液态冷媒。机组存在压缩机吸气带液风险，致使机组不能正常运行，甚至压缩机烧毁。
为了解决上述的问题，较常见的方法是在压缩机吸气口前安装气液分离器。常规气液分离器结构为筒体内置一个“U管”，结构较简单，但此方法功能单一，只具有气液分离作用且经济性较低。
所以，如何优化气液分离器内部结构来提高热泵机组安全性、经济性是本领域亟待解决的问题。
发明内容
为了优化气液分离器的内部结构，提高热泵机组安全性和经济性，本发明的目的是提供一种带有气液分离功能的高效压力容器及热泵机组。
为达上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种带有气液分离功能的高效压力容器，包括：壳体和设于所述壳体内的换热管，所述换热管为多层式的螺旋盘管，所述换热管与所述壳体内的流体接触换热。
优选地，所述螺旋盘管的层数为两层，分别为外层盘管和内层盘管，所述外层盘管的螺旋直径大于所述内层盘管的螺旋直径。
优选地，所述外层盘管与所述内层盘管连通。
优选地，所述壳体的顶部设有流体出口，所述壳体的侧面设有与所述流体出口连通的流体进口，所述壳体的下部还设有排液管。
优选地，所述换热管兼具蒸发和冷凝功能。
优选地，所述换热管包括螺旋基管、绕着所述螺旋基管螺旋设置的翅片、设于所述翅片两侧的环向翅台，所述环向翅台与所述换热管的外壁之间设有间距。
优选地，所述螺旋基管的内壁设有内螺纹。
优选地，所述换热管的螺旋半径在10-200mm范围内。
优选地，所述外层盘管的螺旋半径为100mm,所述内层盘管的螺旋直径为80mm。
优选地，所述换热管的外径在1-30mm范围内。
优选地，所述换热管的外径为15mm。
优选地，所述换热管的螺距在10-100mm范围内。
优选地，所述换热管的螺距为40mm。
优选地，所述换热管的高度为50-500mm。
优选地，所述换热管的高度为所述壳体高度的一半。
一种热泵机组，包括上所述的带有气液分离功能的高效压力容器。
优选地，还包括压缩机、蒸发器和冷凝器，所述流体出口与压缩机的吸气口连接，所述流体进口与蒸发器的出口连接，所述冷凝器的冷媒出液口与所述换热管的进口连通，所述冷媒从所述换热管的入口流出。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明带有气液分离功能的高效压力容器，通过多层螺旋盘管的换热管，与壳体内的流体接触换热，换热效率大大增强，降低了流体进入压缩机的风险；换热管兼具蒸发和冷凝的作用；螺旋盘管内部流通的冷媒温度降低，实现过冷，增加了机组制冷量及能效。
附图说明
图1为一实施例的结构示意图；
图2为一实施例的换热管结构图；
图3为一实施例的换热管的侧视图；
图4为一实施例的换热管的俯视图；
图5为一实施例的换热管的局部放大图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
参照图1，为本发明的一个实施例提供的一种带有气液分离功能的高效压力容器，包括：壳体1，在壳体1内还设有换热管6，换热管6为多层螺旋盘管，螺旋盘管增加了与壳体内流体的接触面积，采用多层螺旋盘管，使换热管与壳体内流体的接触面积进一步增大，并且换热管6与所述壳体1内的流体直接接触进行换热，换热效果好，提高了气液分离的效果。
在一个实施例中，螺旋盘管的层数为两层，分别是外层盘管8和内层盘管9，外层盘管8的螺旋直径大于内层盘管9的螺旋直径，外层盘管与内层盘管之间设有间距，增加接触面积，若是内层盘管与外层盘管相贴合的话，就减少了一部分与壳体内流体接触的面积。
如图2所示，在一些较优的实施例中，外层盘管8与内层盘管9连通，此类换热管从上至下螺旋缠绕形成外层盘管，缠绕到底部时螺旋半径减小，再从外层盘管的内部空间往上缠绕形成内层盘管，这样外层盘管和内层盘管是连通的。当然也可以根据机组冷量大小，缠绕更多的层数，比如三层以上，以此增大换热接触面积。
壳体1的顶部设有流体出口3，壳体1的侧面设有流体进口2，流体出口和流体进口2相连通，外部的流体从流体进口进入，从流体出口流出，在壳体1的下部还设有排液管7。
为了增强本高效压力容器的换热效率，换热管6采用兼具蒸发功能和冷凝功能的高效换热管。换热管包括螺旋基管61、翅片62、环向翅台63，翅片62绕着螺旋基管61外壁螺旋设置，翅片的一端与螺旋基管61的外壁贴合，另外一端向基管外部沿伸，环向翅台63设在翅片的两侧，环向翅台63与螺旋基管61的外壁之间设有间距，环向翅台63将翅片62之间的空间分为上下两个部分，靠近螺旋基管61的空间为强化液态冷媒蒸发功能，在翅片62贴合螺旋基管61的部分上设有汽化小孔，它们形成蒸发“腔体”，小气泡在腔体里合并一起排出，流体不断补充；翅片的远离基管方向的部分起到了冷凝功能，相当于增加了翅片的高度和尖锐点，有效增加换热面积及刺破液膜，达到了冷凝效果。
为了进一步增加换热效果，在螺旋基管的内壁设有内螺纹，增大接触面积。
在一些实施例中，换热管6的螺旋半径在10-200mm范围内。较优地，外层盘管8的螺旋半径为100mm，所述内层盘管9的螺旋直径为80mm。换热管6的外径在1-30mm范围内，较优地，所述换热管6的外径为15mm。换热管6的螺距在10-100mm范围内；较优地，换热管6的螺距为40mm。换热管6的高度为50-500mm；较优地，换热管6的高度为所述壳体1高度的一半。
本发明还保护一种热泵机组，其包括上述的带有气液分离功能的高效压力容器。还包括压缩机、蒸发器和冷凝器，高效压力容器的流体出口3与压缩机的吸气口连接，流体进口2与蒸发器的出口连接，冷凝器的冷媒出液口与换热管的进口4连通，冷媒从所述换热管的入口5流出。增加与壳体内流体的热交换，气液分离效果好，使从流体出口3流出的只有气体，降低了压缩机吸气带液的风险，同时螺旋盘管内部流通冷媒流体温度降低，实现过冷，增加机组制冷量和能效。当机组制热运行时，通过换向阀等，螺旋盘管内仍为高温冷媒液体，壳体1内为低温气流混合物，同样降低压缩机吸气带液的风险，增加制热量和能效。当机组停机运行时，高效压力容器可做储液罐使用，机组开机运行时，通过排液管7将储存的液态冷媒输送到机组系统中。
上述通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，这些详细的说明仅仅限于帮助本领域技术人员理解本发明的内容，并不能理解为对本发明保护范围的限制。本领域技术人员在本发明构思下对上述方案进行的各种润饰、等效变换等均应包含在本发明的保护范围。
Claims (17)
1.一种带有气液分离功能的高效压力容器，包括：壳体（1）和设于所述壳体（1）内的换热管（6），其特征在于：所述换热管（6）为多层式的螺旋盘管，所述换热管（6）与所述壳体（1）内的流体接触换热。
2.根据权利要求1所述的带有气液分离功能的高效压力容器，其特征在于：所述螺旋盘管的层数为两层，分别为外层盘管（8）和内层盘管（9），所述外层盘管（8）的螺旋直径大于所述内层盘管（9）的螺旋直径。
3.根据权利要求2所述的带有气液分离功能的高效压力容器，其特征在于：所述外层盘管（8）与所述内层盘管（9）连通。
4.根据权利要求1所述的带有气液分离功能的高效压力容器，其特征在于：所述壳体（1）的顶部设有流体出口（3），所述壳体（1）的侧面设有与所述流体出口（3）连通的流体进口（2），所述壳体（1）的下部还设有排液管（7）。
5.根据权利要求1所述的带有气液分离功能的高效压力容器，其特征在于：所述换热管（6）兼具蒸发和冷凝功能。
6.根据权利要求5所述的带有气液分离功能的高效压力容器，其特征在于，所述换热管（6）包括螺旋基管（61）、绕着所述螺旋基管（61）螺旋设置的翅片（62）、设于所述翅片两侧的环向翅台（63），所述环向翅台（12）与所述换热管（6）的外壁之间设有间距。
7.根据权利要求6所述的带有气液分离功能的高效压力容器，其特征在于：所述螺旋基管（6）的内壁设有内螺纹（10）。
8.根据权利要求2所述的带有气液分离功能的高效压力容器，其特征在于：所述换热管（6）的螺旋半径在10-200mm范围内。
9.根据权利要求8所述的带有气液分离功能的高效压力容器，其特征在于：所述外层盘管（8）的螺旋半径为100mm,所述内层盘管（9）的螺旋直径为80mm。
10.根据权利要求1所述的带有气液分离功能的高效压力容器，其特征在于：所述换热管（6）的外径在1-30mm范围内。
11.根据权利要求10所述的带有气液分离功能的高效压力容器，其特征在于：所述换热管（6）的外径为15mm。
12.根据权利要求1所述的带有气液分离功能的高效压力容器，其特征在于：所述换热管（6）的螺距在10-100mm范围内。
13.根据权利要求12所述的带有气液分离功能的高效压力容器，其特征在于：所述换热管（6）的螺距为40mm。
14.根据权利要求1所述的带有气液分离功能的高效压力容器，其特征在于：所述换热管（6）的高度为50-500mm。
15.根据权利要求14所述的带有气液分离功能的高效压力容器，其特征在于：所述换热管（6）的高度为所述壳体（1）高度的一半。
16.一种热泵机组，其特征在于：包括如权利要求1-15任一项所述的带有气液分离功能的高效压力容器。
17.根据权利要求16所述的热泵机组，其特征在于：还包括压缩机、蒸发器和冷凝器，所述流体出口（3）与压缩机的吸气口连接，所述流体进口（2）与蒸发器的出口连接，所述冷凝器的冷媒出液口与所述换热管的进口（4）连通，所述冷媒从所述换热管的入口（5）流出。
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