CN114608229A - 一种空调机组用新型气液分离装置及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调机组用新型气液分离装置及控制系统，气液分离装置包括气液分离罐，所述气液分离罐的上设有进气管和出气管，出气管内滑动嵌套有气液分离管；气液分离管为“J”型结构，所述气液分离管直管部位上一相对的外壁均设有啮合齿，气液分离罐的外壁上固定设有两个同步伺服电机，同步伺服电机转轴的末端均固定设有齿轮，且齿轮分别与气液分离管两侧壁上设有的啮合齿相互啮合；所述气液分离管的弯管部位开设有回油孔，本发明具有使压缩机油及少量的液态冷媒回流到压缩机内，气液分离装置结构简单，运行稳定可靠，也可以防止短时间内大量的液态冷媒进入压缩机内破坏压缩机，提高空调机组性能和可靠性等优点。

Description

一种空调机组用新型气液分离装置及控制系统

技术领域

本发明涉及空调机组气液分离技术领域，具体为一种空调机组用新型气液分离装置及控制系统。

背景技术

空调机组回油常依靠油分离器将制冷压缩机排出的高压蒸汽中的润滑油进行分离，压缩机油在制冷循环中对压缩机有润滑和密封，因此压缩机油回流到压缩机内是必须的，以保证装置安全高效地运行，由于油分离器的系统会很紧凑，对于中小型机型可能无法安装，现有的空调机冷却机组除了使用油分离器也可以使用气液分离器回油，冷媒与润滑油组成的均匀溶液的溶解度与温度成正比，当温度低于某一临界温度时，溶液便会出现分离，液态冷媒和压缩机油会分层，且压缩机油位于液态冷媒的上端，专利公开号为CN114322380A公开了一种气液分离器以及气液分离装置，通过吸油球来实现液态冷媒和压缩机油分离，并通过出气管排出吸油球吸收的压缩机油，且若液态冷媒的液面高于吸油球浮动的最高位置后，需要通过打开控制阀将液态冷媒排入到压缩机内，但是存在气液分离器为机组高压段使用，在此设备中气流循环较为复杂，压缩机油和液态冷媒呈动态变化，吸油球漂浮不定，工作不稳定；且若液态冷媒的液面高于吸油球浮动的最高位置后，可能出现短时间内大量的液态冷媒回流到压缩机内会出现液击现象从而破坏压缩机，从而影响机组性能及可靠性等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种空调机组用新型气液分离装置及控制系统，通过伺服电机的转动调节气液分离管上下移动，从而调整回油孔位置高度，以适应气液分离罐内液态冷媒和压缩机油液位的不断变化，使位于上层的压缩机油和少量的液态冷媒通过回油孔进入压缩机内进行润滑和密封，气液分离装置结构简单，运行稳定可靠，也可以防止短时间内大量的液态冷媒进入压缩机内造成液击现象从而破坏压缩机，适量的液态冷媒回流到压缩机内不影响压缩机的正常工作，从而提高空调机组性能和可靠性，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种空调机组用新型气液分离装置，气液分离装置包括气液分离罐，其特征在于：所述气液分离罐的上表面设有进气管和出气管，出气管内滑动嵌套有气液分离管；所述气液分离管为“J”型结构，且气液分离管直管部位的外壁与出气管的内壁贴合，所述气液分离管直管部位上一相对的外壁均设有啮合齿，气液分离罐的外壁上固定设有两个同步伺服电机，同步伺服电机转轴的末端均贯穿至气液分离罐内固定设有齿轮，且齿轮分别与气液分离管两侧壁上设有的啮合齿相互啮合；所述气液分离管的弯管部位开设有回油孔。

进一步的，所述进气管为“L”型结构，且进气管末端的管口与气液分离管末端的管口不在同一竖直面上。

进一步的，所述气液分离管直管部位和出气管均为矩形管状结构。

为实现上述目的，本发明还提供如下技术方案：一种空调机组用新型气液分离控制系统，包括上述所述的气液分离装置，还包括压缩机、冷凝器、电子膨胀阀、蒸发器和PLC控制器，且压缩机、冷凝器、电子膨胀阀、蒸发器和气液分离装置的进出口依次通过管道连接形成循环制冷系统，其特征在于：所述压缩机内部油池和冷凝器内分别设有感温包一和感温包二，且感温包一检测压缩机内部油池的温度为T1，感温包二检测冷凝器内的温度为T2，压缩机、冷凝器、电子膨胀阀、蒸发器、感温包一和感温包二均与PLC控制器电连接；

循环制冷系统开启时，PLC控制器控制同步伺服电机反向转动，齿轮与气液分离管侧壁上的啮合齿啮合使气液分离管向上移动至最高位，T1-T2为油温过热度；

当T1-T2≥X4时，判定回油孔位于压缩机油层上方，PLC控制器控制同步伺服电机正向转动，齿轮与气液分离管侧壁上的啮合齿啮合使气液分离管向下移动；X4为3～5℃；

当X3≤T1-T2≤X4时，判定回油孔位于压缩机油层与液态冷媒层的分界线上，PLC控制器控制同步伺服电机停止转动；X3为0～1℃；

当T1-T2＜X3时，判定回油孔位于液态冷媒层液面之下，PLC控制器控制同步伺服电机反向转动，齿轮与气液分离管侧壁上的啮合齿啮合使气液分离管向上移动。

进一步的，当T1-T2≤X2或T1-T2>X5时，PLC控制器控制同步伺服电机的转速为n1；当X2＜T1-T2＜X3或X4＜T1-T2≤X5时，PLC控制器控制同步伺服电机的转速为n2；且X5为10～15℃，X2为-3～-5℃，n1>n2。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本空调机组用新型气液分离装置及控制系统，通过伺服电机的转动调节气液分离管上下移动，从而调整回油孔位置高度，以适应气液分离罐内液态冷媒和压缩机油液位的不断变化，使位于上层的压缩机油及少量的液态冷媒通过回油孔进入压缩机内进行润滑和密封，气液分离装置结构简单，运行稳定可靠，也可以防止短时间内大量的液态冷媒进入压缩机内造成液击现象从而破坏压缩机，适量的液态冷媒回流到压缩机内不影响压缩机的正常工作，从而提高空调机组性能和可靠性。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明气液分离装置内部结构示意图；

图3为本发明气液分离装置控制系统原理图；

图4为本发明回油孔位于压缩机油层上方时示意图；

图5为本发明回油孔位于压缩机油层与液态冷媒层分界线时示意图；

图6为本发明回油孔位于液态冷媒层内时示意图。

图中：10气液分离装置、1气液分离罐、2进气管、3出气管、4气液分离管、41回油孔、42啮合齿、5同步伺服电机、6齿轮、20压缩机、30冷凝器、50电子膨胀阀、60蒸发器、70感温包一、80感温包二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种空调机组用新型气液分离装置，气液分离装置10包括气液分离罐1，其特征在于：所述气液分离罐1的上表面设有进气管2和出气管3，进气管2为“L”型结构，出气管3内滑动嵌套有气液分离管4；所述气液分离管4为“J”型结构，且气液分离管4直管部位的外壁与出气管3的内壁贴合，气液分离管4直管部位和出气管3均为矩形管状结构，且进气管2末端的管口与气液分离管4末端的管口不在同一竖直面上，所述气液分离管4直管部位上一相对的外壁均设有啮合齿42，气液分离罐1的外壁上固定设有两个同步伺服电机5，同步伺服电机5转轴的末端均贯穿至气液分离罐1内固定设有齿轮6，且齿轮6分别与气液分离管4两侧壁上设有的啮合齿42相互啮合；所述气液分离管4的弯管部位开设有回油孔41。

本空调机组用新型气液分离装置通过进气管2与外部空调机组的蒸发器连接，通过出气管3与空调机组的压缩机连接，随着空调机组的工作，蒸发器热交换后的气态冷媒、未蒸发的液态冷媒和压缩机油通过进气管2进入气液分离罐1内，气态冷媒通过气液分离管4末端的管口被压缩机抽取进行循环制冷，而未蒸发的液态冷媒和压缩机油在气液分离罐1内分层，压缩机油位于液态冷媒的上层，且随着空调机组的运行，气液分离罐1内的压缩机油和液态冷媒呈动态变化，即压缩机油和液态冷媒的液面高度在变化，通过两个同步伺服电机5使齿轮6转动，齿轮6分别与气液分离管4两侧壁上设有的啮合齿42相互啮合，调节气液分离管4上下移动，从而调整回油孔41位置高度，以适应气液分离罐1内液态冷媒和压缩机油液位的不断变化，使位于上层的压缩机油通过回油孔41进入压缩机内进行润滑和密封，也可以防止短时间内大量的液态冷媒进入压缩机内造成液击现象从而破坏压缩机，从而提高空调机组性能和可靠性。

本空调机组用气液分离装置10通过伺服电机5的转动调节气液分离管4上下移动，从而调整回油孔41位置高度，以适应气液分离罐1内液态冷媒和压缩机油液位的不断变化，使位于上层的压缩机油及少量的液态冷媒通过回油孔41进入压缩机内进行润滑和密封，气液分离装置结构简单，运行稳定可靠，也可以防止短时间内大量的液态冷媒进入压缩机内造成液击现象从而破坏压缩机，从而提高空调机组性能和可靠性。

实施例二

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种空调机组用新型气液分离控制系统，包括上述所述的气液分离装置10，还包括压缩机20、冷凝器30、电子膨胀阀50、蒸发器60和PLC控制器，且压缩机20、冷凝器30、电子膨胀阀50、蒸发器60和气液分离装置10的进出口依次通过管道连接形成循环制冷系统，其特征在于：所述压缩机20内部油池和冷凝器30内分别设有感温包一70和感温包二80，且感温包一70检测压缩机20内部油池的温度为T1，感温包二80检测冷凝器30内的温度为T2，压缩机20、冷凝器30、电子膨胀阀50、蒸发器60、感温包一70和感温包二80均与PLC控制器电连接，气液分离装置10中的出气管3侧壁上设有接近开关传感器，且接近开关传感器与PLC控制器电连接；

循环制冷系统开启时，PLC控制器控制同步伺服电机5反向转动，齿轮6与气液分离管4侧壁上的啮合齿42啮合，使气液分离管4向上移动，当气液分离管4的头部移动至接近开关传感器的位置时，PLC控制器控制同步伺服电机5停止转动，T1-T2为油温过热度；

压缩机20工作时其内部油池温度要大于冷凝器30工作时的内部温度；当气液分离罐1内的液态冷媒进入压缩机20内后，压缩机20内部油池温度会降低；设置压缩机20内部油池温度和冷凝器30内部之间有X4和X3两个不同的温度差，且X4为3～5℃，X3为0～1℃；

当T1-T2≥X4时，判定回油孔41位于压缩机油层上方，PLC控制器控制同步伺服电机5正向转动，齿轮6与气液分离管4侧壁上的啮合齿42啮合使气液分离管4向下移动；

当X3≤T1-T2≤X4时，判定回油孔41位于压缩机油层与液态冷媒层的分界线上，PLC控制器控制同步伺服电机5停止转动；

当T1-T2＜X3时，判定回油孔41位于液态冷媒层液面之下，PLC控制器控制同步伺服电机5反向转动，齿轮6与气液分离管4侧壁上的啮合齿42啮合使气液分离管4向上移动。

进一步的，设置同步伺服电机5有n1和n2两个不同的转速，且n1>n2，还设置压缩机20内部油池和冷凝器30内部之间有X5和X2另外的两个不同的温度差，且X5为10～15℃，X2为-3～-5℃；

当T1-T2≤X2表示压缩机20内部油池和冷凝器30内部之间的温度差最小，即表示气液分离罐1内大量的液态冷媒回流至压缩机20内；T1-T2>X5表示压缩机20内部油池和冷凝器30内部之间的温度差最大，即表示气液分离罐1内没有液态冷媒回流到压缩机20内；此两种情况判定回油孔41距离压缩机油层与液态冷媒层的分界线较远，当T1-T2≤X2和T1-T2>X5时，PLC控制器控制同步伺服电机5的转速为n1；通过伺服电机5较快的转速n1快速调节回油孔41，使回油孔41快速朝向压缩机油层与液态冷媒层的分界线移动。

当X2＜T1-T2＜X3表示压缩机20内部油池和冷凝器30内部之间的温度差较小，即表示气液分离罐1内有较多的液态冷媒回流至压缩机20内；X4＜T1-T2≤X5表示压缩机20内部油池和冷凝器30内部之间的温度差较大，即表示气液分离罐1内有很少量的液态冷媒回流到压缩机20内；此两种情况判定回油孔41接近压缩机油层与液态冷媒层的分界线，当X2＜T1-T2＜X3或X4＜T1-T2≤X5时，PLC控制器控制同步伺服电机5的转速为n2，通过伺服电机5较慢的转速n2微调回油孔41的位置，使气液分离罐1内适量的液态冷媒和压缩机油回流到压缩机20内；

本空调机组用新型气液分离控制系统通过检测压缩机20内部油池和冷凝器30内部之间的温度差来判断气液分离罐1内气液分离管4上的回油孔41与压缩机油层和液态冷媒层的相对位置，通过PLC控制器控制同步伺服电机5转动来调节回油孔41的位置高度，使位于上层的压缩机油及少量的液态冷媒通过回油孔41进入压缩机20内进行润滑和密封，气液分离装置结构简单，运行稳定可靠，也可以防止短时间内大量的液态冷媒进入压缩机内造成液击现象从而破坏压缩机，且适量的液态冷媒回流到压缩机20内不影响压缩机的正常工作，从而提高空调机组性能和可靠性；且通过检测压缩机20和冷凝器30工作时之间的温度差使PLC控制器控制同步伺服电机5的转速，以调节回油孔41与压缩机油层和液态冷媒层的不同相对位置时气液分离管4移动速度，提高气液分离装置10的相应速度和调节精度。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种空调机组用新型气液分离装置，气液分离装置包括气液分离罐，其特征在于：所述气液分离罐的上表面设有进气管和出气管，出气管内滑动嵌套有气液分离管；所述气液分离管为“J”型结构，且气液分离管直管部位的外壁与出气管的内壁贴合，所述气液分离管直管部位上一相对的外壁均设有啮合齿，气液分离罐的外壁上固定设有两个同步伺服电机，同步伺服电机转轴的末端均贯穿至气液分离罐内固定设有齿轮，且齿轮分别与气液分离管两侧壁上设有的啮合齿相互啮合；所述气液分离管的弯管部位开设有回油孔。

2.根据权利要求1所述的一种空调机组用新型气液分离装置，其特征在于：所述进气管为“L”型结构，且进气管末端的管口与气液分离管末端的管口不在同一竖直面上。

3.根据权利要求1所述的一种空调机组用新型气液分离装置，其特征在于：所述气液分离管直管部位和出气管均为矩形管状结构。

4.一种空调机组用新型气液分离控制系统，包括如权利要求1-3所述的气液分离装置，还包括压缩机、冷凝器、电子膨胀阀、蒸发器和PLC控制器，且压缩机、冷凝器、电子膨胀阀、蒸发器和气液分离装置的进出口依次通过管道连接形成循环制冷系统，其特征在于：所述压缩机内部油池和冷凝器内分别设有感温包一和感温包二，且感温包一检测压缩机内部油池的温度为T1，感温包二检测冷凝器内的温度为T2，压缩机、冷凝器、电子膨胀阀、蒸发器、感温包一和感温包二均与PLC控制器电连接；

循环制冷系统开启时，PLC控制器控制同步伺服电机反向转动，齿轮与气液分离管侧壁上的啮合齿啮合使气液分离管向上移动至最高位，T1-T2为油温过热度；

当T1-T2≥X4时，判定回油孔位于压缩机油层上方，PLC控制器控制同步伺服电机正向转动，齿轮与气液分离管侧壁上的啮合齿啮合使气液分离管向下移动；X4为3～5℃；

当X3≤T1-T2≤X4时，判定回油孔位于压缩机油层与液态冷媒层的分界线上，PLC控制器控制同步伺服电机停止转动；X3为0～1℃；

当T1-T2＜X3时，判定回油孔位于液态冷媒层液面之下，PLC控制器控制同步伺服电机反向转动，齿轮与气液分离管侧壁上的啮合齿啮合使气液分离管向上移动。

5.根据权利要求4所述的一种空调机组用新型气液分离控制系统，其特征在于：当T1-T2≤X2或T1-T2>X5时，PLC控制器控制同步伺服电机的转速为n1；当X2＜T1-T2＜X3或X4＜T1-T2≤X5时，PLC控制器控制同步伺服电机的转速为n2；且X5为10～15℃，X2为-3～-5℃，n1>n2。

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