CN110411072A - 一种带液位控制分相供液的微通道蒸发器制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带液位控制分相供液的微通道蒸发器制冷系统，包括压缩机，压缩机的制冷剂出口与油分离器的制冷剂进口相连通；油分离器的制冷剂出口与冷凝器的制冷剂进口相连通；冷凝器的制冷剂出口与回热器的第一制冷剂进口相连通；回热器的第一制冷剂出口与非直通式浮球节流阀的制冷剂进口相连通；回热器的第二制冷剂进口与微通道蒸发器的制冷剂出口相连通；回热器的第二制冷剂出口与压缩机的制冷剂进口相连通；非直通式浮球节流阀的制冷剂出口，与微通道蒸发器的制冷剂进口相连通。本发明可有效解决微通道蒸发器存在的微通道内气液两相流动相互干扰的问题，实现对蒸发器入口集管中制冷剂液面高度的控制，使各扁管管路均匀供给液体制冷剂。

Description

一种带液位控制分相供液的微通道蒸发器制冷系统

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，特别是涉及一种带液位控制分相供液的微通道蒸发器制冷系统。

背景技术

目前，制冷系统中的蒸发器多为套管式蒸发器、管壳式蒸发器、翅片式蒸发器等类型，这些类型的蒸发器均存在制冷剂充注量大、加工耗材量大、换热效率低等缺点。而与此形成明显对比的是，微通道蒸发器作为一种新型蒸发器，其具有体积小、重量轻、使用制冷剂少、换热效果好等优点，因此，近年来被推广应用到空调制冷领域。

但是，现有的微通道蒸发器，其具有的集管到扁管的流量分配不均和换热性能降低问题，是限制微通道蒸发器应用的关键。对于微通道蒸发器，微通道内汽液两相流动相互干扰是一个异常复杂的问题，其流体作用机理分配机制和传热特性至今尚未被完全掌握，其中，气相流体是影响微通道蒸发器供液分配均匀的主要因素。气化的制冷剂容易阻碍液体制冷剂流动，从而容易影响微通道蒸发器的换热效果，造成微通道蒸发器的换热性能不稳定，进而影响了整个制冷系统的制冷性能和稳定性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的技术问题，提供一种带液位控制分相供液的微通道蒸发器制冷系统。

为此，本发明提供了一种带液位控制分相供液的微通道蒸发器制冷系统，包括压缩机、油分离器、冷凝器、回热器、第一电磁阀、非直通式浮球节流阀和微通道蒸发器，其中：

压缩机顶部的制冷剂出口，与油分离器的制冷剂进口相连通；

油分离器的制冷剂出口，与冷凝器的制冷剂进口相连通；

冷凝器的制冷剂出口，与回热器的第一制冷剂进口相连通；

回热器的第一制冷剂出口，通过第一电磁阀与非直通式浮球节流阀的制冷剂进口相连通；

回热器的第二制冷剂进口，与微通道蒸发器上端左侧的制冷剂出口相连通；

回热器的第二制冷剂出口，与压缩机的制冷剂进口相连通；

非直通式浮球节流阀的制冷剂出口，与微通道蒸发器下端左侧的制冷剂进口相连通。

其中，微通道蒸发器，包括上下间隔设置的、中空的出口集管和入口集管；

出口集管和入口集管相对的一侧，通过多根垂直分布的扁管相连通；

出口集管左端具有的制冷剂出口(即出气口)，通过中空的连接管道，与回热器的第二制冷剂进口相连通。

其中，出口集管和入口集管相互平行设置。

其中，非直通式浮球节流阀包括主阀；

主阀安装在非直通式浮球节流阀的制冷剂出口上；

非直通式浮球节流阀内具有中空的浮球室；

浮球室内具有浮球，其浮在浮球室内的制冷剂液体的液面；

非直通式浮球节流阀的第一接口，通过液体平衡管，与微通道蒸发器下端的入口集管的右侧底部相连通；

非直通式浮球节流阀的第二接口，通过气体平衡管，与微通道蒸发器上端的出口集管的右侧顶部相连通。

其中，压缩机的进油口，通过中空的连接管道，与第二电磁阀的一端相连通；

第二电磁阀的另一端，通过中空的连接管道，与油分离器底部的回油口相连通。

由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种带液位控制分相供液的微通道蒸发器制冷系统，其可以有效解决制冷系统中微通道蒸发器存在的微通道内气液两相流动相互干扰的问题，本发明可以实现对微通道蒸发器入口集管中制冷剂液面高度的控制，使液相制冷剂充满入口集管顶端，同时尽可能地减少了入口集管中的制冷剂气体，避免入口集管中气相制冷剂对液相制冷剂分配特性的干扰，从而可以使微通道蒸发器各扁管管路均匀供给液体制冷剂，充分利用蒸发器的换热面积，提高微通道蒸发器的整体换热性能，具有重大的生产实践意义。

此外，对于本发明提供的一种带液位控制分相供液的微通道蒸发器制冷系统，其具有的回热器，还可避免蒸发后的制冷剂气体与大部分气相制冷剂裹挟的液滴直接进入压缩机吸气口，防止压缩机产生液击，也可利用回热循环，改善制冷系统的性能。

附图说明

图1为本发明提供的一种带液位控制分相供液的微通道蒸发器制冷系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参见图1，本发明提供了一种带液位控制分相供液的微通道蒸发器制冷系统，包括压缩机1、油分离器2、冷凝器3、回热器4、第一电磁阀5、非直通式浮球节流阀6和微通道蒸发器7，其中：

压缩机1顶部的制冷剂出口(即排气口)，与油分离器2的制冷剂进口相连通；

油分离器2的制冷剂出口，与冷凝器3的制冷剂进口相连通；

冷凝器3的制冷剂出口，与回热器4的第一制冷剂进口相连通；

回热器4的第一制冷剂出口，通过第一电磁阀5与非直通式浮球节流阀6的制冷剂进口相连通；

回热器4的第二制冷剂进口，与微通道蒸发器7上端左侧的制冷剂出口相连通；

回热器4的第二制冷剂出口，与压缩机1的制冷剂进口(即吸气口)相连通；

非直通式浮球节流阀6的制冷剂出口，与微通道蒸发器7下端左侧的制冷剂进口相连通。

在本发明中，具体实现上，微通道蒸发器7，包括上下间隔设置的、中空的出口集管73和入口集管71；

出口集管73和入口集管71相对的一侧，通过多根垂直分布的扁管72相连通；

出口集管73左端具有的制冷剂出口(即出气口)，通过中空的连接管道，与回热器4的第二制冷剂进口相连通。

具体实现上，出口集管73和入口集管71相互平行设置。

具体实现上，所述扁管72为扁平管，所述扁管72内具有多条微通道(例如为数十条的细微流道)。在此与现有技术类似，不展开描述。

在本发明中，具体实现上，非直通式浮球节流阀6包括主阀61；

主阀61安装在非直通式浮球节流阀6的制冷剂出口上；

非直通式浮球节流阀6内具有中空的浮球室62；

浮球室62内具有浮球63，其浮在浮球室62内的制冷剂液体的液面；

非直通式浮球节流阀6的第一接口(与浮球室62相连通)，通过液体平衡管64，与微通道蒸发器7下端的入口集管71的右侧底部相连通；

非直通式浮球节流阀6的第二接口(与浮球室62相连通)，通过气体平衡管65，与微通道蒸发器7上端的出口集管73的右侧顶部相连通。

在本发明中，具体实现上，压缩机1的进油口，通过中空的连接管道，与第二电磁阀8的一端相连通；

第二电磁阀8的另一端，通过中空的连接管道，与油分离器2底部的回油口相连通。

在本发明中，具体实现上，入口集管71的主要作用是：将从非直通式浮球节流阀6方向供给的制冷剂液体将充满集管，利于向扁管72各分支均匀供液。制冷剂在微通道扁管72各支路中与空气进行热交换，吸收空气中热量蒸发成低温的蒸汽，并使空气温度降低，得到制冷的目的。蒸发后的制冷剂从扁管72各支路顶部向出口集管73汇集，汇集后流向回热器4。

需要说明的是，对于本发明，油分离器2，用于将压缩机排出的高压制冷剂蒸汽中冷冻油(即润滑油)进行分离，以保证装置安全高效地运行。

在本发明中，回热器4使液体制冷剂冷凝后产生一定过冷度的同时，还可避免蒸发后制冷剂气体裹挟的液滴直接进入压缩机1的吸气口；

非直通式浮球节流阀6，用于控制调节微通道蒸发器7中的入口集管71的液面高度，以保证液体制冷剂充满整个入口集管71。

需要说明的是，对于本发明，非直通式浮球节流阀主阀61主要用于对高温高压的制冷剂进行节流降压成低温低压的两相流体；

其中，浮球室62主要用于储存气液两相制冷剂；浮球63用于液位控制，根据集管71内制冷剂液位高度，来调节主阀61的开启度、达到液位控制的目的；液体平衡管64和气体平衡管65，分别用于将浮球室的液体部分和气体部分与微通道蒸发器7的入口集管(即作为液体集管)71和出口集管(即作为气体集管)73相连，保证微通道蒸发器7和浮球室62的压力平衡，使得浮球室62的液位与入口集管(即作为液体集管)71的液位是一致的，实现控制入口集管(即作为液体集管)7的液位目的。

需要说明的是，对于本发明，任意两个相互连通的部件之间是通过一段管路相连通，如图1所示。

在本发明中，具体实现上，回热器4，具体可以采用现有常规的回热器，例如可以采用广州市国新换热器有限公司生产的型号为B3-27-42的回热器。

具体实现上，非直通式浮球节流阀6，具体可以采用浙江三花集团生产的型号为的FPF-T非直通式浮球节流阀。

具体实现上，微通道蒸发器7，具体可以采用丹弗斯公司生产的型号为D1400-E的微通道蒸发器。

对于本发明，需要说明的是，压缩机1用于将低温低压的制冷剂气体压缩为高温高压的制冷剂气体，然后，经油分离器2将高压蒸汽中的润滑油分离后，进入冷凝器3冷凝，冷凝器3再将高温高压的气体冷凝成低温高压的液体，冷凝后的制冷剂液体进入回热器4进一步过冷，过冷后的制冷剂液体进入非直通式浮球节流阀6中的主阀61进行节流，由于浮球室62通过液体平衡管64、气体平衡管65，分别与微通道蒸发器7的入口集管71和出口集管73连接，两者高度保持一致(即保持浮球室62的液面，与入口集管71中的液面高度一致)，因此，可以通过浮球63的变化，来调节微通道蒸发器7入口集管71中的液面高度，当液面高度低于设定值，浮球63下降，主阀61的开度随之变大供液量也增大，反之亦然。

需要说明的是，该设定值为微通道蒸发器7入口集管71的高度值，这样可使入口集管71中充满液相制冷剂，尽可能多地减少了入口集管71中的制冷剂气体，避免入口集管中气相制冷剂对液相制冷剂分配特性的干扰，可以使微通道蒸发器7中各扁管管路72得到均匀供给的液体制冷剂，从而能够充分利用微通道蒸发器的换热面积，提高微通道蒸发器的整体换热性能，保证制冷效果。

此外，蒸发后的制冷剂气体经过回热器4进入压缩机1的吸气口，可避免制冷剂气体裹挟的液滴直接进入压缩机1吸气口，防止压缩机产生液击，也可利用回热循环改善制冷系统性能。

综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种带液位控制分相供液的微通道蒸发器制冷系统，其可以有效解决制冷系统中微通道蒸发器存在的微通道内气液两相流动相互干扰的问题，本发明可以实现对微通道蒸发器入口集管中制冷剂液面高度的控制，使液相制冷剂充满入口集管顶端，同时尽可能地减少了入口集管中的制冷剂气体，避免入口集管中气相制冷剂对液相制冷剂分配特性的干扰，从而可以使微通道蒸发器各扁管管路均匀供给液体制冷剂，充分利用蒸发器的换热面积，提高微通道蒸发器的整体换热性能，具有重大的生产实践意义。

此外，对于本发明提供的一种带液位控制分相供液的微通道蒸发器制冷系统，其具有的回热器，还可避免蒸发后的制冷剂气体与大部分气相制冷剂裹挟的液滴直接进入压缩机吸气口，防止压缩机产生液击，也可利用回热循环，改善制冷系统的性能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种带液位控制分相供液的微通道蒸发器制冷系统，其特征在于，包括压缩机(1)、油分离器(2)、冷凝器(3)、回热器(4)、第一电磁阀(5)、非直通式浮球节流阀(6)和微通道蒸发器(7)，其中：

压缩机(1)顶部的制冷剂出口，与油分离器(2)的制冷剂进口相连通；

油分离器(2)的制冷剂出口，与冷凝器(3)的制冷剂进口相连通；

冷凝器(3)的制冷剂出口，与回热器(4)的第一制冷剂进口相连通；

回热器(4)的第一制冷剂出口，通过第一电磁阀(5)与非直通式浮球节流阀(6)的制冷剂进口相连通；

回热器(4)的第二制冷剂进口，与微通道蒸发器(7)上端左侧的制冷剂出口相连通；

回热器(4)的第二制冷剂出口，与压缩机(1)的制冷剂进口相连通；

非直通式浮球节流阀(6)的制冷剂出口，与微通道蒸发器(7)下端左侧的制冷剂进口相连通。

2.如权利要求1所述的带液位控制分相供液的微通道蒸发器制冷系统，其特征在于，微通道蒸发器(7)，包括上下间隔设置的、中空的出口集管(73)和入口集管(71)；

出口集管(73)和入口集管(71)相对的一侧，通过多根垂直分布的扁管(72)相连通；

出口集管(73)左端具有的制冷剂出口，通过中空的连接管道，与回热器(4)的第二制冷剂进口相连通。

3.如权利要求2所述的带液位控制分相供液的微通道蒸发器制冷系统，其特征在于，出口集管(73)和入口集管(71)相互平行设置。

4.如权利要求1所述的带液位控制分相供液的微通道蒸发器制冷系统，其特征在于，非直通式浮球节流阀(6)包括主阀(61)；

主阀(61)安装在非直通式浮球节流阀(6)的制冷剂出口上；

非直通式浮球节流阀(6)内具有中空的浮球室(62)；

浮球室(62)内具有浮球(63)，其浮在浮球室(62)内的制冷剂液体的液面；

非直通式浮球节流阀(6)的第一接口，通过液体平衡管(64)，与微通道蒸发器(7)下端的入口集管(71)的右侧底部相连通；

非直通式浮球节流阀(6)的第二接口，通过气体平衡管(65)，与微通道蒸发器(7)上端的出口集管(73)的右侧顶部相连通。

5.如权利要求1至4中任一项所述的带液位控制分相供液的微通道蒸发器制冷系统，其特征在于，压缩机(1)的进油口，通过中空的连接管道，与第二电磁阀(8)的一端相连通；

第二电磁阀(8)的另一端，通过中空的连接管道，与油分离器(2)底部的回油口相连通。