CN113154728A - 一种热交换式储液罐 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车空调系统零部件设计技术领域，公开了一种热交换式储液罐，包括罐体，罐体上设有冷媒进管、气态导流管和冷媒换热管，冷媒进管上设有伸入至罐体内并朝下设置的冷媒出口及露出于罐体外并与蒸发器出口连接的冷媒进口；气态导流管上设有伸入至罐体内并朝上设置的进气口、露出于罐体外并与压缩机入口连接的出气口及靠近罐体的内底并与罐体内腔连通的冷媒回油孔；冷媒换热管的两端均露出于罐体外，其两端之间的管体位于罐体内，且一端为与蒸发器入口连接的出液口、另一端为与冷凝器出口连接的进液口。本热交换式储液罐能够降低蒸发温度，提高蒸发效率；且冷媒之间通过热传导在储液罐内进行换热，降低了空调压缩机压缩冷媒的功耗。

Description

一种热交换式储液罐

技术领域

本发明属于汽车空调系统零部件设计技术领域，具体涉及一种热交换式储液罐，应用于空调制冷系统中的分液装置。

背景技术

如图1所示，空调系统运行过程中通过压缩机做功，冷媒是一个重复吸热和放热的过程，储液罐的作用是起储存液体的作用。随着新能源汽车空调热泵系统的发展，热泵空调系统存在制冷模式和热泵制热模式。空调系统中压缩机进口端设计有气液分离器，以保证气态冷媒流入压缩机，并防止液态冷媒进入压缩机对压缩机造成液击；同时，为保证热泵空调系统的正常运转，通常会增设有储液罐。但是，由于新能源车辆的前舱空间有限，若同时布置气液分离器和储液罐往往会存在空间使用受限问题。另外，冷媒在重复吸热和放热过程中，存在温升情况，如何使进入蒸发器的冷媒温度降低，以降低蒸发温度，提高蒸发效率，最终提升空调系统制冷性能，也是值得研究的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种热交换式储液罐，旨在解决蒸发器蒸发效率不高及压缩机压缩冷媒功耗高的问题。

为达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供一种热交换式储液罐，包括罐体，罐体上设有冷媒进管、气态导流管和冷媒换热管，冷媒进管上设有伸入至罐体内并朝下设置的冷媒出口及露出于罐体外并用于与蒸发器出口连接的冷媒进口；气态导流管上设有伸入至罐体内并朝上设置的进气口、露出于罐体外并用于与压缩机入口连接的出气口及靠近罐体的内底并与罐体内腔连通的冷媒回油孔；冷媒换热管的两端均露出于罐体外，其两端之间的管体位于罐体内，且一端为用于与蒸发器入口连接的出液口、另一端为用于与冷凝器出口连接的进液口。

进一步，气态导流管的管体呈U型状，其管体底部贴于罐体的内底设置。

进一步，气态导流管的管体底部横截面设置为一字型、Z字形、弧环形、圆环形、回形或螺旋形。

进一步，冷媒换热管的管体呈螺旋状或波折状。

进一步，气态导流管的进气口与冷媒进管的冷媒出口错位设置，且冷媒出口在罐体高度方向上低于进气口。

进一步，罐体上还设有冷媒出管，冷媒出管上设有伸入至罐体内并朝下设置的液态进口及露出于罐体外并用于与冷凝器入口连接的液态出口。

进一步，冷媒出管的液态进口在罐体高度方向上平齐或低于气态导流管上的冷媒回油孔。

进一步，罐体上设有与之密封连接的盖体，冷媒进管、气态导流管、冷媒换热管和冷媒出管均集成在盖体上。

进一步，冷媒进管和冷媒出管为直管状。

本发明的有益效果是：

1、本热交换式储液罐能够降低蒸发温度，提高蒸发效率，有利于提升空调系统制冷性能；

2、本热交换式储液罐可使冷媒之间通过热传导在罐体内进行换热，有助于降低空调压缩机压缩冷媒的功耗；

3、本热交换式储液罐能够实现一器多用的功能，并有助于减少热泵空调系统零部件，达到节省布置空间的效果。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为现有空调系统运行的原理图；

图2为本发明的热交换式储液罐的内部结构示意图；

图3为本发明的热交换式储液罐中气态导流管的另一结构示意图；

图4为本发明的热交换式储液罐的另一内部结构示意图；

附图标记：罐体1，盖体2，冷媒进管3，冷媒进口4，冷媒出口5，气态导流管6，进气口7，出气口8，冷媒回油孔9，冷媒出管10，液态出口11，冷媒换热管12，进液口13，出液口14；图中箭头代表冷媒流向。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例一

如图1、2所示，本实施例提及的一种热交换式储液罐，包括有罐体1、与罐体1密封连接的盖体2，以保证两者形成有封闭腔体，并通过冷媒进管3进入冷媒介质，并在其内通过气态导流管6完成冷媒介质的气液两相分离，确保进入压缩机内的冷媒介质为气态，罐体1采用散热性好、传热性高的材料制成，如铜；而罐体1的盖体2上集成有冷媒进管3、气态导流管6和冷媒换热管12，以便于储液罐的组装，且使得储液罐的密封性更优；其中：冷媒进管3上设有穿过盖体2并伸入至罐体1内且朝下设置的冷媒出口5及露出于罐体1外并用于与蒸发器出口连接的冷媒进口4，即冷媒进管3通过冷媒进口4与蒸发器相接，使蒸发器出来的低温低压气态冷媒通过冷媒进管3的冷媒出口5引入储液罐的罐体1内；气态导流管6上设有穿过盖体2并伸入至罐体1内且朝上设置的进气口7、露出于罐体1外并用于与压缩机入口连接的出气口8及靠近罐体1的内底并与罐体1内腔连通的冷媒回油孔9，其进气口7用于接收罐体1内分离出的气态冷媒介质，并由出气口8输向压缩机，且气态导流管6在靠近罐体1内底的管体上开设有冷媒回油孔9，以保证油脂能够跟随气态冷媒介质进入到压缩机内，使压缩机正常运行；冷媒换热管12的两端均露出于罐体1的盖体2外，其两端之间的管体位于罐体1内，且一端为用于与蒸发器入口连接的出液口14、另一端为用于与冷凝器出口连接的进液口13，即冷凝器出来的低温高压液态冷媒通过进液口13进入冷媒换热管12，并由出液口14进入蒸发器内循环蒸发而获取低温低压气态冷媒。

采用上述方案，蒸发器出来的低温低压气态冷媒不直接进入压缩机内，而是通过冷媒进口4流经冷媒进管3后，由冷媒出口5进入本热交换式储液罐的罐体1内，并在罐体1内完成气态和液态冷媒分离后，气态冷媒介质通过进气口7流经气态导流管6后，通过出气口8流出罐体1而进入压缩机内，且流经气态导流管6内的气态冷媒介质会裹送冷媒回油孔9处进入的油脂一并进入压缩机内；同时，冷凝器出来的低温高压液态冷媒则通过进液口13流经冷媒换热管12后，由出液口14流出罐体1而进入蒸发器内循环蒸发，即低温高压液态冷媒和低温低压气态冷媒在罐体1内获得冷媒之间的热交换，使流出罐体1的液体冷媒温度更低，从而冷媒介质通过冷媒换热管12进入蒸发器的蒸发温度更低，使其蒸发效果更好，有助于降低空调压缩机压缩冷媒的功耗，进而提升空调系统制冷性能。

在本实施例中的气态导流管6的管体呈U型状，其管体底部贴于罐体1的内底设置，以增长气态导流管6的容量。而气态导流管6的管体底部横截面设置为一字型，当然在不同示例中还可以设置为Z字形、弧环形、圆环形、回形或螺旋形，即U型状的两侧不在同一平面上，如图3所示，以增大本气态导流管6的容量。

在本实施例中的冷媒换热管12的管体呈螺旋状，有助于冷媒之间的热交换，当然在不同示例中还可以采用波折状，同样可以达到延长其管体在罐体内的长度，从而实现更好的热交换功能。

在本实施例中的气态导流管6的进气口7与冷媒进管3的冷媒出口5呈错位设置，且冷媒出口5在罐体1高度方向上低于进气口7，以便在罐体1内获得气液分离。

在本实施例中的冷媒进管采用直管状，以便冷媒介质方便进入罐体1内。

具体的，本热交换式储液罐的制冷运行模式为：蒸发器出来的低温低压气态冷媒从冷媒进管3进入罐体1内，并在重力作用下冷媒的气态和液态发生分离，气态冷媒经气态导流管6从出气口8流出罐体1外，之后直接进入压缩机，而液态冷媒则存储于罐体1中；同时冷凝器出来的低温高压液态冷媒流经冷媒热换管12，并在罐体1内的低温低压气态冷媒进行热交换后输向蒸发器进行循环蒸发；在此运行模式下，本储液罐具有气液分离功能、低压储液功能及热交换功能。

实施例二

如图4所示，本实施例与实施例一不同之处在于：罐体1的盖体2上还集成有冷媒出管10，冷媒出管10上设有穿过盖体2并伸入至罐体1内底且朝下设置的液态进口(未标记)及露出于罐体1外并用于与冷凝器入口连接的液态出口11，即储存在罐体1内的液体冷媒介质可通过液态进口流入至冷媒出管10的管体并输向液态出口11，之后再输向冷凝器，达到循环罐体1内液态冷媒的目的。同样，冷媒出管采用直管状，以便液态冷媒介质方便输送出罐体1外。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种热交换式储液罐，包括罐体(1)，其特征在于，所述罐体上设有冷媒进管(3)、气态导流管(6)和冷媒换热管(12)，所述冷媒进管上设有伸入至罐体内并朝下设置的冷媒出口(5)及露出于罐体外并用于与蒸发器出口连接的冷媒进口(4)；所述气态导流管上设有伸入至罐体内并朝上设置的进气口(7)、露出于罐体外并用于与压缩机入口连接的出气口(8)及靠近罐体的内底并与罐体内腔连通的冷媒回油孔(9)；所述冷媒换热管的两端均露出于罐体外，其两端之间的管体位于罐体内，且一端为用于与蒸发器入口连接的出液口(14)、另一端为用于与冷凝器出口连接的进液口(13)。

2.根据权利要求1所述的热交换式储液罐，其特征在于，所述气态导流管的管体呈U型状，其管体底部贴于罐体的内底设置。

3.根据权利要求2所述的热交换式储液罐，其特征在于，所述气态导流管的管体底部横截面设置为一字型、Z字形、弧环形、圆环形、回形或螺旋形。

4.根据权利要求1所述的热交换式储液罐，其特征在于，所述冷媒换热管的管体呈螺旋状或波折状。

5.根据权利要求1所述的热交换式储液罐，其特征在于，所述气态导流管的进气口与所述冷媒进管的冷媒出口错位设置，且冷媒出口在罐体高度方向上低于进气口。

6.根据权利要求1-5任一项所述的热交换式储液罐，其特征在于，所述罐体上还设有冷媒出管(10)，所述冷媒出管上设有伸入至罐体内并朝下设置的液态进口及露出于罐体外并用于与冷凝器入口连接的液态出口(11)。

7.根据权利要求6所述的热交换式储液罐，其特征在于，所述冷媒出管的液态进口在罐体高度方向上平齐或低于所述气态导流管上的冷媒回油孔。

8.根据权利要求6所述的热交换式储液罐，其特征在于，所述罐体上设有与之密封连接的盖体()，所述冷媒进管、气态导流管、冷媒换热管和冷媒出管均集成在盖体上。

9.根据权利要求6所述的热交换式储液罐，其特征在于，所述冷媒进管和冷媒出管为直管状。

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