CN114838535B - 旁通加热气液分离器的空调系统及其加热方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旁通加热气液分离器的空调系统及其加热方法，空调系统包括依次连接形成冷媒回路的压缩机、第一换热器、节流元件及第二换热器；还包括：气液分离器，所述气液分离器内设有加热盘管，所述加热管盘的入口端与所述压缩机的排气口连通，所述加热盘管的出口端与所述第二换热器的中部连通。本发明压缩机出口的高温高压冷媒进入气液分离器中的加热盘管，利用高温高压冷媒的热量加热气液分离器底部的压缩机润滑油及未蒸发的液态冷媒，增加了空调机低温制热时的回油效果，和制热能力，且无需另外设置电加热元件，设计简单、经济性高；加热盘管位于气液分离器内部，降低了高温高压冷媒热量的损失，能效高。

Description

旁通加热气液分离器的空调系统及其加热方法

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体为一种旁通加热气液分离器的空调系统及其加热方法。

背景技术

现有空调在低温制热运行时，沉积在气液分离器底部的压缩机润滑油和不能完成蒸发的低温液态冷媒混和在一起，其混合物粘度随温度降低而增大，从而使得压缩机回油困难，且容易带回大量的液体冷媒，压缩机可能进入湿压缩，损害空调压缩机。

现有空调中，气液分离器的加热技术一般为气液分离器外壁电加热等，经济性不好，且大部分热量被环境吸收，能耗大。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种旁通加热气液分离器的空调系统，利用压缩机出口的高温高压冷媒进入气液分离器中的加热盘管，进而加热气液分离器底部的压缩机润滑油及未蒸发的液态冷媒，增加了空调机低温制热时的回油效果，提高了制热能力。

本发明提供一种旁通加热气液分离器的空调系统，空调系统包括依次连接形成冷媒回路的压缩机、第一换热器、节流元件及第二换热器；还包括：气液分离器，气液分离器内设有加热盘管，加热管盘的入口端与压缩机的排气口连通，加热盘管的出口端与第二换热器的中部连通。

本发明通过增加加热盘管，且加热盘管的入口端、出口端分别与压缩机的排气口、蒸发器的中部连通，压缩机的排气口和第二换热器的中部存在较小的压力差，可以产生气态冷媒流动，使得压缩机出口的高温高压冷媒进入气液分离器中的加热盘管，利用高温高压冷媒的热量加热气液分离器底部的压缩机润滑油及未蒸发的液态冷媒，增加了空调机低温制热时的回油效果和制热能力，且无需另外设置电加热元件，设计简单、经济性高；加热盘管位于气液分离器内部，降低了高温高压冷媒热量的损失，能效高。

本发明的可选技术方案中，还包括四通阀，四通阀的四个接口分别与压缩机的排气口、第一换热器、第二换热器及气液分离器连通。

根据该技术方案，通过四通阀的换向，可以切换冷媒的流向，进而切换系统的运行模式。

本发明的可选技术方案中，加热盘管位于气液分离器的底部区域内。

根据该技术方案，有利于加热气液分离器底部的压缩机润滑油及未完全蒸发的液态冷媒的混合物，加热后的混合物粘度下降，液态冷媒受热蒸发增加了混合物中压缩机润滑油的比例，使得回油中的压缩机润滑油比例上升，蒸发后的冷媒进入系统循环，从而提高了系统的制热能力。

本发明的可选技术方案中，气液分离器包括低压冷媒进管、低压冷媒出管，低压冷媒进管与四通阀的一个接口连通，低压冷媒进管与低压冷媒出管的中部连通，低压冷媒出管与压缩机的进气口连通，低压冷媒出管经过气液分离器的底部，且低压冷媒出管位于气液分离器底部的部分设有回油孔。

根据该技术方案，冷媒经低压冷媒进管进入，经低压冷媒出管流出，且流经气液分离器的底部，气液分离器底部的加热盘管对低压冷媒出管中的低压冷媒进行加热，有利于提高进入压缩机的气态冷媒流量，且防止对压缩机造成液击；沉积在气液分离器底部的压缩机润滑油经回油孔从低压冷媒出管回到压缩机。

本发明的可选技术方案中，还包括电磁阀，设于加热盘管的出口端与第二换热器的中部之间的管路上。

根据该技术方案，能够根据系统的运行模式控制电磁阀的启闭，提高系统的灵活性。

本发明的可选技术方案中，压缩机、第一换热器、节流元件、第二换热器及气液分离器集成一个箱体内。

根据该技术方案，有利于缩短各部件之间管路的长度，以及降低管路的布置难度。

本发明的可选技术方案中，第一换热器为冷凝器，第二换热器为蒸发器。

根据该技术方案，加热盘管出口的冷媒进入蒸发器，提高了制热效果；且第一换热器、第二换热器分别具有冷凝、蒸发功能，与现有的空调系统中，在不同模式下，同一换热器需要同时承担冷凝、蒸发功能相比，降低了换热器的要求，节约了换热器的制作成本。

本发明另提供一种上述的旁通加热气液分离器的空调系统的加热方法，包括以下步骤：

空调系统运行制热模式；

压缩机出口的高温高压冷媒形成两条流路，第一条流路中，高温高压冷媒经加热盘管的入口端进入气液分离器，加热气液分离器中的冷媒和/或沉积在气液分离器底部的压缩机润滑油；受热蒸发的气态冷媒经第二换热器的中部进入冷媒回路中循环，和/或压缩机润滑油经回油孔回到压缩机；

第二条流路中，高温高压冷媒依次经过四通阀、第二换热器、节流元件、第一换热器、四通阀、气液分离器回到压缩机。

附图说明

图1为本发明实施方式中旁通加热气液分离器的空调系统制热运行示意图。

图2为本发明实施方式中气液分离器的立面示意图。

图3为本发明实施方式中气液分离器的平面示意图。

图4为本发明实施方式中旁通加热气液分离器的空调系统制冷运行示意图。

附图标记：

压缩机1；排气口11；第一换热器2；节流元件3；第二换热器4；气液分离器5；加热盘管51；入口端511；出口端512；低压冷媒进管52；低压冷媒出管53；回油孔54；四通阀6；电磁阀7。

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。

请参阅图1、图2所示，本发明提供一种旁通加热气液分离器的空调系统，空调系统包括依次连接形成冷媒回路的压缩机1、第一换热器2、节流元件3及第二换热器4；还包括：气液分离器5，气液分离器5内设有加热盘管51，加热管盘51的入口端511与压缩机1的排气口11连通，加热盘管51的出口端512与第二换热器2的中部连通。

本发明通过增加加热盘管51，且加热盘管51的入口端511、出口端512分别与压缩机1的排气口11、第二换热器4的中部连通，压缩机1的排气口11和第二换热器4的中部存在较小的压力差，可以产生气态冷媒流动，使得压缩机1出口的高温高压冷媒进入气液分离器5中的加热盘管51，利用高温高压冷媒的热量加热气液分离器5底部的压缩机润滑油及未蒸发的液态冷媒，增加了空调机低温制热时的回油效果和制热能力，且无需另外设置电加热元件，设计简单、经济性高；加热盘管51位于气液分离器5内部，降低了高温高压冷媒热量的损失，能效高，加热效果好。

本发明的优选实施方式中，还包括四通阀6，四通阀6的四个接口分别与压缩机1的排气口11，第一换热器2、第二换热器4及气液分离器5连通。通过四通阀6的换向，可以切换冷媒的流向，进而切换系统的运行模式；如，在制热模式下，压缩机1出口的高温高压冷媒经四通阀6进入第二换热器4，第一换热器2出口的冷媒经四通阀6进入气液分离器5；在制冷模式下，压缩机1出口的高温高压冷媒径四通阀6进入第一换热器2，第二换热器4出口的冷媒经四通阀6进入气液分离器5。通过上述方式，加热盘管51出口的冷媒进入蒸发器，提高了制热效果；且第一换热器2、第二换热器4分别具有冷凝、蒸发功能，与现有的空调系统中，在不同模式下，同一换热器需要同时承担冷凝、蒸发功能相比，降低了换热器的要求，节约了换热器的制作成本。

本发明的优选实施方式中，如图2、图3所示，加热盘管51位于气液分离器5的底部区域内。通过上述方式，有利于加热气液分离器5底部的压缩机润滑油及未完全蒸发的液态冷媒的混合物，加热后的混合物粘度下降，液态冷媒受热蒸发增加了混合物中压缩机润滑油的比例，使得回油中的压缩机润滑油比例上升，降低了回油中的液态冷媒，防止对压缩机1造成湿压缩；蒸发后的冷媒进入系统循环，从而提高了系统的制热能力。

具体地，加热盘管51在气液分离器5的底部呈平面结构，加热盘管51的入口端511、加热盘管51的出口端512分别位于加热盘管51管段的末端(远离加热盘管51的圆心，且与加热盘管51的圆心之间的距离为加热盘管51的半径长度)、首端(靠近加热盘管51的圆心处)，较佳地，加热盘管51包括主体盘管及分别形成在主体盘管两端的入口段和出口段，入口端511形成于入口段的端部，入口段包括从主体盘管的末端向加热盘管51的切向方向第一延伸管部、与切向方向垂直的第二延伸管部及同时垂直第一延伸管部、第二延伸管部的第三延伸管部；出口端512形成于出口段的端部，出口段包括与第二延伸管部平行的第四延伸管部以及与第三延伸管部平行的第五延伸管部，第三延伸管部、第五延伸管部与气液分离器5的轴向平行；通过上述方式，使得入口端511与出口端512错开设置，来自压缩机1的高温高压冷媒的在入口端511的进气方向为向下，在出口端512的出气方向为向上，有利于提高冷媒的流动效率。

本发明的优选实施方式中，如图2所示，气液分离器5包括低压冷媒进管52、低压冷媒出管53，低压冷媒进管52与四通阀6的一个接口连通，低压冷媒进管52与低压冷媒出管53的中部连通，低压冷媒出管53与压缩机1的进气口连通，低压冷媒出管53经过气液分离器5的底部，且低压冷媒出管53位于气液分离器5底部的部分设有回油孔54。具体地，低冷媒进管52与低压冷媒出管53错开设置，

通过上述方式，冷媒经低压冷媒进管52进入，经低压冷媒出管53流出，且流经气液分离器5的底部，气液分离器5底部的加热盘管51对低压冷媒出管53中的低压冷媒进行加热，有利于提高进入压缩机1的气态冷媒流量，且防止对压缩机1造成液击；气液分离器5底部的加热盘管51对沉积在气液分离器5底部的压缩机润滑油加热，压缩机润滑油经低压冷媒出管53的回油孔54回到压缩机1。低压冷媒进管52与低压冷媒出管53的中部连通，延长了低压冷媒在气液分离器5内的加热时间，有利于提高加热效果。

本发明的优选实施方式中，还包括电磁阀7，设于加热盘管51的出口端与第二换热器4的中部之间的管路上。通过上述方式，能够根据系统的运行模式控制电磁阀7的启闭，提高系统的灵活性；本发明的具体实施方式中，在运行制冷模式时，电磁阀7关闭，在运行制热模式时，电磁阀7打开。

本发明的优选实施方式中，压缩机1、第一换热器2、节流元件3、第二换热器4及气液分离器5集成一个箱体(图中未示出)内。通过上述方式，有利于缩短各部件之间管路的长度，以及降低管路的布置难度。

以上具体说明了本发明旁通加热气液分离器的空调系统，以下说明其在不同模式下的冷媒循环过程。

在制热模式下，如图1所示，压缩机1出口的高温高压冷媒形成两条流路，第一条流路中，高温高压冷媒经加热盘管51的入口端进入气液分离器5，加热气液分离器5中的冷媒和/或沉积在气液分离器5底部的压缩机润滑油；受热蒸发的气态冷媒经第二换热器4的中部进入冷媒回路中循环，和/或压缩机润滑油经回油孔54回到压缩机1；

第二条流路中，高温高压冷媒依次经过四通阀6、第二换热器4、节流元件3、第一换热器2、四通阀6、气液分离器5回到压缩机1。

在制冷模式下，关闭电磁阀7，如图4所示，压缩机1出口的高温高压冷媒依次经四通阀6、第一换热器2(冷凝器)、节流元件3、第二换热器4(蒸发器)、四通阀6、气液分离器5回到压缩机1。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种旁通加热气液分离器的空调系统，空调系统包括依次连接形成冷媒回路的压缩机、第一换热器、节流元件及第二换热器；其特征在于，还包括：

气液分离器，所述压缩机、所述第一换热器、所述节流元件、所述第二换热器及所述气液分离器集成一个箱体内，所述气液分离器的冷媒入口与所述第一换热器的出口或所述第二换热器的出口连通，所述气液分离器的冷媒出口与所述压缩机的进气口连通，所述气液分离器内设有加热盘管，所述加热盘管呈平面状设于所述气液分离器的底部区域内，所述加热盘管的入口端与所述压缩机的排气口连通且朝上设置，所述加热盘管的出口端与所述第二换热器的中部连通，所述加热盘管的出口端朝上设置；

电磁阀，设于所述加热盘管的出口端与所述第二换热器的中部之间的管路上。

2.根据权利要求1所述的旁通加热气液分离器的空调系统，其特征在于，还包括四通阀，所述四通阀的四个接口分别与所述压缩机的排气口、所述第一换热器、所述第二换热器及所述气液分离器连通。

3.根据权利要求2所述的旁通加热气液分离器的空调系统，其特征在于，所述气液分离器包括低压冷媒进管、低压冷媒出管，所述低压冷媒进管与所述四通阀的一个接口连通，所述低压冷媒进管与所述低压冷媒出管的中部连通，所述低压冷媒出管与所述压缩机的进气口连通，所述低压冷媒出管经过所述气液分离器的底部，且所述低压冷媒出管位于所述气液分离器底部的部分设有回油孔。

4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的旁通加热气液分离器的空调系统，其特征在于，所述第一换热器为冷凝器，所述第二换热器为蒸发器。

5.一种如权利要求3所述的旁通加热气液分离器的空调系统的加热方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述空调系统运行制热模式；

所述压缩机出口的高温高压冷媒形成两条流路，第一条流路中，高温高压冷媒经所述加热盘管的入口端进入所述气液分离器，并与所述气液分离器中的冷媒和/或沉积在所述气液分离器底部的压缩机润滑油换热；所述加热盘管内的所述高温高压冷媒换热后经所述第二换热器的中部进入冷媒回路中循环，和/或所述压缩机润滑油经所述回油孔回到所述压缩机；

第二条流路中，高温高压冷媒依次经过所述四通阀、所述第二换热器、所述节流元件、所述第一换热器、所述四通阀、所述气液分离器回到所述压缩机。