CN202470553U - 制冷制热双向补气闪蒸器及包括该闪蒸器的空调 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种制冷制热双向补气闪蒸器及包括该闪蒸器的空调，其中，制冷制热双向补气闪蒸器包括缸体、进液管、出液管以及出气管，进液管、出液管以及出气管各自具有分别插入缸体内的内部端口，进液管和/或出液管的内部端口距离缸体内腔的下底面的距离为10-30mm。本实用新型的制冷制热双向补气闪蒸器及包括该闪蒸器的空调，通过将进液管的内部端口和/或出液管的内部端口距离缸体内腔的下底面的距离设置为10-30mm，进一步增强了闪发效果，提高了系统的过冷度，避免了补气带液的可能，提高了能效比，并降低了冷媒噪音，增加了装置可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及流体换热技术领域，具体而言，涉及一种制冷制热双向补气闪蒸器及包括该闪蒸器的空调。
背景技术
两级压缩制冷系统作为一种较前沿的新技术，由于其换热效率高、低温制热能力好而开始被许多公司广泛使用。
闪蒸器又称闪发器(Flash-tank)，是为液体闪发为气体提供空间的装置。现有结构的闪蒸器在小型制冷系统中主要用于喷气增焓涡旋压缩机空调系统和热泵热水器空调系统，而这种结构的闪蒸器只能够在系统制热单向闪蒸器补气时起作用，在制冷补气时，由于单向结构无法避免补气带液的可能性，所以容易导致能效降低。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种制冷制热双向补气闪蒸器及包括该闪蒸器的空调，以解决现有技术中的闪蒸器在制冷过程中容易出现补气带液的现象所导致的能效降低，运行可靠性降低的技术问题。
为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种制冷制热双向补气闪蒸器，包括缸体、进液管、出液管以及出气管，进液管、出液管以及出气管各自具有分别插入缸体内的内部端口，进液管和/或出液管的内部端口距离缸体内腔的下底面的距离为10-30mm。
进一步地，进液管、出液管以及出气管分别自缸体的顶端插入缸体内部。
进一步地，出气管位于进液管与出液管之间，进液管、出气管和出液管之间通过焊接组合连接。
进一步地，还包括，防尘塞，设置在进液管、出液管和出气管中的一个或多个的位于缸体外部的外部端口上。
进一步地，缸体的高度为120-150mm。
进一步地，缸体的直径为40-60mm。
进一步地，缸体的内壁上设置有一个或多个凸台。
进一步地，进液管和/或出液管的内部端口的端面为斜面，进液管和/或出液管的各自的内部端口距离缸体内腔的下底面的距离是指沿进液管和/或出液管的各自内部端口的端面斜面的最低点到缸体内腔的下底面的垂直距离。。
进一步地，进液管的内部端口的端面斜面与出液管的内部端口的端面斜面相背设置。
进一步地，缸体轴向截面的上底和/或下底为圆弧形。
根据本实用新型的另一方面，提供了一种空调，具有闪蒸器，其中，闪蒸器为上述的制冷制热双向补气闪蒸器。
闪发效果与进液管和出液管的内部端口分别到缸体底部的距离有关，因此，本实用新型的制冷制热双向补气闪蒸器及包括该闪蒸器的空调，通过将进液管的内部端口和/或出液管的内部端口距离缸体内腔的下底面的距离设置为10-30mm，进一步增强了闪发效果，提高了系统的过冷度，避免了补气带液的可能，提高了能效比，并降低了冷媒噪音，增加了装置可靠性。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1示出了本实用新型的制冷制热双向补气闪蒸器的结构示意图；
图2示出了本实用新型的空调所具有的双级压缩制冷循环系统循环原理示意图；以及
图3示出了本实用新型的空调所具有的双级压缩理论循环压焓示意图，其中，
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
经过节流后进入闪蒸器的气液两相冷媒迅速闪发，闪发过程中虽然没有外界热量加入，是绝热等焓过程，但其自身的热量发生了转移。冷媒通过节流装置节流降压到中间压力后，冷媒的沸点降低液态冷媒沸腾。液态冷媒因沸点降低而降低的显热，即，“超量热”转化为闪发相变的汽化潜热。所以，闪蒸器内部的液态冷媒因热量减少继续过冷，致使出液管13内的液态冷媒比进液管12内的液态冷媒温度低，进而增加了系统的过冷度，提高了能效比。
闪蒸器为冷媒闪发提供了空间，闪发效果与进液管12和出液管13与闪蒸器底部的距离有着密切的关系。经多次试验证明，当进液管12位于缸体11内的内部端口和出液管13位于缸体11内的内部端口距离缸体11内腔的下底面的距离为10-30mm时，闪发效果最好。
下底面距离分别为10、20、30mm时的闪蒸效果对比如下表所示：
因此，如图1所示，本实用新型的制冷制热双向补气闪蒸器，包括缸体11和一端分别插入缸体11的进液管12、出液管13以及出气管14，其中，进液管12位于缸体11内的内部端口和/或出液管13位于缸体11内的内部端口距离缸体11内腔的下底面的距离设置为10-30mm，优选地值为10mm。其中，进液管12位于缸体11内的内部端口和/或出液管13位于缸体11内的内部端口距离缸体11内腔的下底面的距离分别为沿各自的内部端口的最低点至缸体11的下底面的垂直距离。
为了达到更好的闪发效果，进液管12、出液管13以及出气管14优选地分别自缸体11的顶端插入缸体11内部。为了便于加工，本实用新型的结构中优选地，出气管14位于进液管12与出液管13之间，进液管12、出气管14和出液管13之间通过组合式焊接连接。为了使装置的防尘效果更好，进液管12的位于缸体11外部的管段上、出液管13的位于缸体11外部的管段上以及出气管14的位于缸体11外部的外部端口上分别设置有防尘塞15。
本实用新型的制冷制热双向补气闪蒸器及包括该闪蒸器的空调，通过将进液管12的内部端口和/或出液管13的内部端口距离缸体11内腔的下底面的距离设置为10-30mm，进一步增强了闪发效果，提高了系统的过冷度，避免了补气带液的可能，提高了能效比，并降低了冷媒噪音。本实用新型用于二级循环系统制冷制热时，可以高效稳定运行，能够提高系统的制冷性能、工作效率以及运行可靠性，较好地实现了制冷制热双向补气。
经试验证明，闪发效果还与闪蒸器的设计尺寸和节流后的中间压力有关。
化学工业闪蒸器缸体11一般按液相停留时间为10分钟来计算容积，并将液位控制在缸体11高度的1/3与1/2之间。经试验证明，在中间压力相同，闪蒸器容积不同的情况下的闪发效果如下：
1、本实用新型的制冷制热双向补气闪蒸器的高度越高，闪发量越大，闪发效果越好，但是当闪蒸器的高度到达一定值后再增加闪蒸器高度对闪发效果的影响已不明显。试验证明，闪蒸器(如分体式闪蒸器，该分体式闪蒸器如图1所示，其缸体11包括可拆卸连接的上缸体111和下缸体112)高度设计为120-150mm时，其闪发效果较佳，当高度为150mm时，闪发的效果最好。
具体实验数据如下表所示：
2、本实用新型的制冷制热双向补气闪蒸器的缸体11直径越大，闪发量越大，闪发效果越好，但是当闪蒸器的缸体11直径增加到某一定值以后再增加缸体11直径对闪发效果的影响已不明显，根据实际测试结果，闪蒸器(如分体式闪蒸器)的缸体11直径设计为40-60mm为佳，其中，缸体11直径值为40mm时，闪发效果最好。
具体实验数据如下表所示：
为了增加闪蒸气液接触面，增强闪发效果，本实用新型的制冷制热双向补气闪蒸器还可以在闪蒸器的内壁上增加多个凸台。
经试验证明，本实用新型的制冷制热双向补气闪蒸器，在闪蒸器容积相同，中间压力不同的情况下，闪发效果也有所不同。在某一实施例中，取缸体11的高度为150mm，缸体11的直径为40mm的情况下，经过不同的中间压力的试验结果对比如下表所示：
从上表可以看出，中间压力越低，液体沸点降得越低，释放的超量显热越多，闪发效果越好。但需要注意的是，对于二级压缩系统存在最佳中间压力，其中，最佳中间压力Pm＝(Pc·Pe)0.5，即Pc/Pm＝Pm/Pe，其中，Pm为中间压力，Pc为压缩机50吸气口压力，Pe为压缩机50排气口压力。
本实用新型的制冷制热双向补气闪蒸器还可以通过增大进液管12和/或出液管13的内部端口面积(如将内部端口的端面设计成斜面，优选地，进液管12内部端口的端面斜面与出液管13内部端口的端面斜面相背设置，其中，相背设置是指进液管12的内部端口的端面斜面与出液管13的内部端口的端面斜面朝向相反的方向)来增强闪发效果，降低冷媒噪音。
本实用新型的制冷制热双向补气闪蒸器还可以通过将缸体11轴向截面的上底和/或下底设计为圆弧形的方式以缓冲压力并加强闪发效果。
如图2所示，本实用新型提供的空调具有双级压缩制冷循环系统，其中，该双级压缩制冷循环系统包括闪蒸器10、冷凝器40、蒸发器20、压缩机50以及四通换向阀30，其中，闪蒸器10的进液管12通过第一节流阀60与冷凝器40相连，闪蒸器10的出液管13通过第二节流阀80与蒸发器20相连，闪蒸器10的出气管14通过电磁阀70与压缩机50相连，冷凝器40、蒸发器20、压缩机50分别与四通换向阀30连接，以组成封闭的循环回路，其中，闪蒸器10为上述的制冷制热双向补气闪蒸器。
如图3所示，压缩机50排出的高温高压冷媒气体(3)，经冷凝器40将热量传递给载热介质后变为液体(4)，升温后的载热介质可用于采暖或其他用途。从冷凝器40出来的高压冷媒液体经第一节流阀60节流到某一压力，变为汽液混合物(4’)后进入闪蒸器10，在闪蒸器10中，处于上部的闪发蒸汽通过辅助进气口(6)被压缩机辅助进气口吸入，此回路成为辅路；蒸汽不断的闪发致使闪蒸器10下部的液体过冷，过冷后的液体(5)再经过第二节流阀80节流到闪发压力(5’)后进入蒸发器20，此回路成为主路。在蒸发器20内，主流路的冷媒吸收低温环境中的热量而变为低压气体，通过压缩机吸气口(1)被压缩机吸气口吸入，压缩到一定压力(2)后和辅路吸入的冷媒(6)在压缩机50工作腔内混合(2’)，再进一步压缩后排出压缩机50外(3’)，从而构成了封闭的工作循环。
从以上的描述中，可以看出，本实用新型的制冷制热双向补气闪蒸器及包括该闪蒸器的空调，通过将进液管12的内部端口和/或出液管13的内部端口距离缸体11内腔的下底面的距离设置为10-30mm，进一步地增加了闪发效果，避免了发生补气带液的现象，提高了能效比，降低了冷媒噪音，增加了装置可靠性。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种制冷制热双向补气闪蒸器，包括缸体(11)、进液管(12)、出液管(13)以及出气管(14)，所述进液管(12)、出液管(13)以及出气管(14)各自具有分别插入所述缸体(11)内的内部端口，其特征在于，所述进液管(12)和/或所述出液管(13)的所述内部端口距离所述缸体(11)内腔的下底面的距离为10-30mm。
2.根据权利要求1所述的制冷制热双向补气闪蒸器，其特征在于，所述进液管(12)、所述出液管(13)以及所述出气管(14)分别自所述缸体(11)的顶端插入所述缸体(11)内部。
3.根据权利要求2所述的制冷制热双向补气闪蒸器，其特征在于，所述出气管(14)位于所述进液管(12)与所述出液管(13)之间，所述进液管(12)、所述出气管(14)和所述出液管(13)之间通过焊接组合连接。
4.根据权利要求1或2所述的制冷制热双向补气闪蒸器，其特征在于，还包括，防尘塞(15)，设置在所述进液管(12)、所述出液管(13)和所述出气管(14)中的一个或多个的位于所述缸体(11)外部的外部端口上。
5.根据权利要求1所述的制冷制热双向补气闪蒸器，其特征在于，所述缸体(11)的高度为120-150mm。
6.根据权利要求1或5所述的制冷制热双向补气闪蒸器，其特征在于，所述缸体(11)的直径为40-60mm。
7.根据权利要求1所述的制冷制热双向补气闪蒸器，其特征在于，所述缸体(11)的内壁上设置有一个或多个凸台。
8.根据权利要求1所述的制冷制热双向补气闪蒸器，其特征在于，所述进液管(12)和/或所述出液管(13)的所述内部端口的端面为斜面，
所述进液管(12)和/或所述出液管(13)的各自的所述内部端口距离所述缸体(11)内腔的下底面的距离是指沿所述进液管(12)和/或所述出液管(13)的各自所述内部端口的端面斜面的最低点到所述缸体(11)内腔的下底面的垂直距离。
9.根据权利要求8所述的制冷制热双向补气闪蒸器，其特征在于，所述进液管(12)的所述内部端口的端面斜面与所述出液管(13)的所述内部端口的端面斜面相背设置。
10.根据权利要求1所述的制冷制热双向补气闪蒸器，其特征在于，所述缸体(11)轴向截面的上底和/或下底为圆弧形。
11.一种空调，具有闪蒸器，其特征在于，所述闪蒸器为权利要求1-10中任一项所述的制冷制热双向补气闪蒸器。
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