CN110319520A - 用于二氧化碳冷媒空调的整合回热气液分离器及制冷系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于二氧化碳冷媒空调的整合回热气液分离器及制冷系统,所述气液分离器包括壳体,所述壳体上设有进气管和排气管,所述进气管设置于壳体的下部,所述壳体内还设有回热管,所述排气管包括从壳体上部伸出的外部管段和U型结构的内部管段,所述内部管段的端口位于壳体的内部空间的上部,所述回热管包括回热管进气总管、回热管出气总管和并联于回热管进气总管和回热管出气总管之间的两个以上的支管,所述回热管进气总管从壳体的上部伸出,所述回热管出气总管从壳体的下部伸出。本发明所述的用于二氧化碳冷媒空调的整合回热气液分离器换热高效,装配简单,成本低廉,对制冷系统的压缩机具有保护作用。

Description

用于二氧化碳冷媒空调的整合回热气液分离器及制冷系统
技术领域
本发明涉及一种空调系统技术领域,具体涉及一种用于二氧化碳冷媒空调的整合回热气液分离器及制冷系统。
背景技术
目前,CO2冷媒以其消耗臭氧潜能值为0和全球变暖潜能值为1的环保性能而被人们所重视。为使CO2冷媒空调获得较高的性能,CO2循环系统内设置回热器,使得气体冷却器出口冷媒与蒸发器出口冷媒换热,能够显著提升CO2冷媒空调的能效比,回热器对于常规冷媒系统的能效比提升作用不明显。单独设置回热器和气液分离器会使得系统冗杂,焊口数量增加,加大了系统使用风险。
发明内容
本发明针对以上问题的提出,而研究设计一种用于二氧化碳冷媒空调的整合回热气液分离器及制冷系统。本发明采用的技术手段如下:
一种用于二氧化碳冷媒空调的整合回热气液分离器,包括壳体,所述壳体上设有进气管和排气管,所述进气管设置于壳体的下部,所述壳体内还设有回热管,所述排气管包括从壳体上部伸出的外部管段和U型结构的内部管段,所述内部管段的端口位于壳体的内部空间的上部,所述回热管包括回热管进气总管、回热管出气总管和并联于回热管进气总管和回热管出气总管之间的两个以上的支管,所述回热管进气总管从壳体的上部伸出,所述回热管出气总管从壳体的下部伸出。
进一步地,所述回热管包括六个以上围绕回热管进气总管和回热管出气总管设置的支管。
进一步地,所述支管的两个端部向同一侧弯折,所述支管的上端与回热管进气总管连通,所述支管的下端与回热管出气总管连通,相邻支管之间的角度相同。
进一步地,所述支管的两个端部均弯折90度。
进一步地,所述支管为管径5mm、壁厚1mm的铜管,
进一步地,所述内部管段与外部管段相连的一侧的上部设有平衡孔,所述内部管段的底部设有回油孔。
进一步地,所述内部管段的端口朝上且所述内部管段的端口与所述壳体的顶部之间的距离为12-16mm,所述回油孔的直径为2mm。
进一步地,所述壳体包括壳体主体和设置于壳体主体顶部的端盖,所述端盖为弧形结构。
进一步地,所述壳体的底部设有液位传感器。
一种用于二氧化碳冷媒空调的制冷系统,包括压缩机、气体冷却器、膨胀阀和蒸发器,还包括本发明所述的用于二氧化碳冷媒空调的整合回热气液分离器,所述压缩机的出口与气体冷却器的入口相连,所述气体冷却器的出口与回热管进气总管相连,所述回热管出气总管与膨胀阀的入口相连,所述膨胀阀的出口与蒸发器的入口相连,所述蒸发器的出口与所述进气管相连,所述外部管段的端口与压缩机的入口相连。
与现有技术比较,本发明所述的用于二氧化碳冷媒空调的整合回热气液分离器换热高效,装配简单,成本低廉,对制冷系统的压缩机具有保护作用。
附图说明
图1是本发明实施例所述的用于二氧化碳冷媒空调的整合回热气液分离器的结构示意图。
图2是本发明实施例所述的用于二氧化碳冷媒空调的制冷系统的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示,一种用于二氧化碳冷媒空调的整合回热气液分离器,包括壳体7,所述壳体7上设有进气管1和排气管2,所述进气管1设置于壳体7的下部,位于分壳体7的侧面靠近底部,这样带有液体的混合气体进入壳体7之后能够在分离容器存储的液体作用下降低流速,液体能够被迅速分离出来。进气管1的位于壳体外部的端口为进气管进气口10,所述壳体7内还设有回热管5,所述排气管2包括从壳体7上部伸出的外部管段21和U型结构的内部管段22,所述内部管段的端口位于壳体的内部空间的上部,作为排气管进气口9,所述回热管5包括回热管进气总管12、回热管出气总管11和并联于回热管进气总管12和回热管出气总管11之间的两个以上的支管19,所述回热管进气总管12从壳体7的上部伸出,所述回热管出气总管11从壳体7的下部伸出。
所述回热管5包括六个以上围绕回热管进气总管12和回热管出气总管11设置的支管19,本实施例设有8个支管19,所述支管19的两个端部向同一侧弯折,所述支管19的上端与回热管进气总管12连通,所述支管19的下端与回热管出气总管11连通,相邻支管之间的角度相同,也就是说,多个支管19均布于回热管进气总管12和回热管出气总管11周围,形成灯笼支架状。作为优选方案,所述支管19的两个端部均弯折90度。所述支管19为管径5mm、壁厚1mm的铜管。由于CO2系统的压力较高,管径大的铜管壁厚较厚,使用小管径铜管,其耐压能力较高,因此壁厚可以更薄。壁厚薄使得热阻减小,换热系数增加,小管径的对流换热系数也提升。多个小管径铜管结构能够增加换热面积,支管的主体为直管而不使用螺旋结构能够减小冷媒的流动损失。回热管5的气体流动方向与壳体7内气流方向为逆向流动,这种逆流布置能够增加换热量。
所述内部管段22与外部管段21相连的一侧的上部设有平衡孔4,也就是说,平衡孔4靠近外部管段21设置,所述内部管段22的底部设有回油孔3,所述回油孔3的直径为2mm,进入排气管2的冷媒通过该直径的回油孔3可瞬间汽化,孔径过大会使得液态冷媒不能完全汽化,孔径过小会使得回油不及时。所述内部管段22的端口朝上且所述内部管段22的端口与所述壳体的顶部之间的距离为12-16mm,排气管进气口9较高的位置能够防止液体冷媒进入排气管进气口9。所述壳体7包括壳体主体和设置于壳体主体顶部的端盖6,所述端盖6为弧形结构,具体可以为球形盖、蝶形盖、椭球形盖、双曲面形盖等形式,使得壳体7内上升气流中夹杂的液滴到端盖6之后可以聚集并流向端盖6的边缘处,从端盖6的边缘处滴落,防止液滴进入出气管进气口9,有效防止压缩机液击。所述回热管进气总管12从端盖6的中间伸出。
所述壳体7的底部设有液位传感器13。液位传感器13实时将液位高度数值输出给空调控制器,当液位数值异常(过高)时,空调控制器将采取减小膨胀阀16开度的方法降低液位高度。此方式可有效防止压缩机产生液击。液位传感器13的测量端位于分离容器内底部,其信号处理和输出端置于分离容器外,输出的信号传递给空调系统的控制器。
如图2所示,一种用于二氧化碳冷媒空调的制冷系统,包括压缩机15、气体冷却器18、膨胀阀16和蒸发器17,还包括本实施例所述的用于二氧化碳冷媒空调的整合回热气液分离器14,所述压缩机15的出口与气体冷却器18的入口相连,所述气体冷却器18的出口与回热管进气总管12相连,气态冷媒由回热管进气总管12进入回热管5,与壳体7内的冷媒换热,所述回热管出气总管11与膨胀阀16的入口相连,气态冷媒通过回热管出气总管11进入膨胀阀16,所述膨胀阀16的出口与蒸发器17的入口相连,所述蒸发器17的出口与所述进气管1相连,所述外部管段21的端口作为排气管出气口8,与压缩机15的入口相连。压缩机15运行时,在回油孔3处产生负压,将润滑油吸进回油孔3,冷媒混合润滑油通过排气管出气口8进入压缩机,保障压缩机稳定运行,并在压缩机停机的时候防止液体进入压缩机。所述膨胀阀16为电子膨胀阀。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于二氧化碳冷媒空调的整合回热气液分离器,包括壳体,所述壳体上设有进气管和排气管,所述进气管设置于壳体的下部,其特征在于:所述壳体内还设有回热管,所述排气管包括从壳体上部伸出的外部管段和U型结构的内部管段,所述内部管段的端口位于壳体的内部空间的上部,所述回热管包括回热管进气总管、回热管出气总管和并联于回热管进气总管和回热管出气总管之间的两个以上的支管,所述回热管进气总管从壳体的上部伸出,所述回热管出气总管从壳体的下部伸出。
2.根据权利要求1所述的用于二氧化碳冷媒空调的整合回热气液分离器,其特征在于:所述回热管包括六个以上围绕回热管进气总管和回热管出气总管设置的支管。
3.根据权利要求2所述的用于二氧化碳冷媒空调的整合回热气液分离器,其特征在于:所述支管的两个端部向同一侧弯折,所述支管的上端与回热管进气总管连通,所述支管的下端与回热管出气总管连通,相邻支管之间的角度相同。
4.根据权利要求3所述的用于二氧化碳冷媒空调的整合回热气液分离器,其特征在于:所述支管的两个端部均弯折90度。
5.根据权利要求2-4中任意一项所述的用于二氧化碳冷媒空调的整合回热气液分离器,其特征在于:所述支管为管径5mm、壁厚1mm的铜管。
6.根据权利要求1所述的用于二氧化碳冷媒空调的整合回热气液分离器,其特征在于:所述内部管段与外部管段相连的一侧的上部设有平衡孔,所述内部管段的底部设有回油孔。
7.根据权利要求6所述的用于二氧化碳冷媒空调的整合回热气液分离器,其特征在于:所述内部管段的端口朝上且所述内部管段的端口与所述壳体的顶部之间的距离为12-16mm,所述回油孔的直径为2mm。
8.根据权利要求1所述的用于二氧化碳冷媒空调的整合回热气液分离器,其特征在于:所述壳体包括壳体主体和设置于壳体主体顶部的端盖,所述端盖为弧形结构。
9.根据权利要求1所述的用于二氧化碳冷媒空调的整合回热气液分离器,其特征在于:所述壳体的底部设有液位传感器。
10.一种用于二氧化碳冷媒空调的制冷系统,包括压缩机、气体冷却器、膨胀阀和蒸发器,其特征在于:还包括权利要求1至8中任意一项所述的用于二氧化碳冷媒空调的整合回热气液分离器,所述压缩机的出口与气体冷却器的入口相连,所述气体冷却器的出口与回热管进气总管相连,所述回热管出气总管与膨胀阀的入口相连,所述膨胀阀的出口与蒸发器的入口相连,所述蒸发器的出口与所述进气管相连,所述外部管段的端口与压缩机的入口相连。
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