CN217952738U - 经济器及空调制冷系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种经济器，其包括：壳体部，所述壳体部的内部具有容纳空间；气体进入部，所述气体进入部与所述容纳空间连通，以便通过气体进入部将气体输送至壳体部的容纳空间；气体排出部，所述气体排出部与所述容纳空间连通，以便通过气体排出部将气体从壳体部的容纳空间内部向外输出；流体进入部，所述流体进入部与所述容纳空间连通，以便通过流体进入部将液体和气体输送至壳体部的容纳空间；以及流体排出部，所述流体排出部与所述容纳空间连通，以便通过流体排出部将液体从所述壳体部的容纳空间内部向外输出。本公开还提供一种空调制冷系统。

Description

经济器及空调制冷系统

技术领域

本公开涉及一种经济器及空调制冷系统。

背景技术

制冷循环常采用双级压缩中间补气的方法提高循环系统的效率，其典型结构如图1所示，其包括第一压缩机、第二压缩机和经济器等部件，并通过经济器向第二压缩机补气。相比于不通过经济器补气的结构，在国标工况下制冷循环效率COP可以提高10％以上。

图1所示的系统能够提高制冷循环效率COP的原因在于：从冷凝器出来的高温高压液体制冷剂经第一膨胀阀减压后产生低温的气液混合物，在经济器中这部分气体被分离并送到第二压缩机的进气口，而液体进入第二膨胀阀进行第二次减压产生更低温的气液混合物。第二膨胀阀产生的低温液体制冷剂在蒸发器中与水换热气化生成低温水(俗称冷冻水)。

由于第一膨胀阀产生的低温气体被旁通到第二压缩机，降低了第一压缩机的流量因而降低了第一压缩机的功耗，同时降低了第二压缩机的进口温度因而降低了第二压缩机的功耗，因此，闪蒸桶经济器同时降低了第一压缩机和第二压缩机的功耗，提高了冷水机组循环效率。

无油压缩机的出现改变了压缩机的结构。图2示出了使用无油压缩机的机组的结构示意图。如图2所示，双级压缩机中，无论是气悬浮还是磁悬浮，都需要面临双级压缩机所产生的轴向力平衡问题。为此，需要将电机居中，在电机的轴向两端分别设置一级压缩机，由此降低了电机轴所承受的轴向力，并提高了推力轴承的可靠性。

此时，第一压缩机从蒸发器吸气，排气到级间管，经济器的补气管与级间管汇合连接到第二级压缩机的进口。级间管的存在显著增加了压缩机的尺寸，提高了压缩机的成本。而且，更关键的缺点是冗长的管路和三个弯头增加了流动损失，增加了机组噪声。

实用新型内容

为了解决上述技术问题之一，本公开提供了一种经济器及空调制冷系统。

根据本公开的一个方面，提供了一种经济器，其包括：

壳体部，所述壳体部的内部具有容纳空间；

气体进入部，所述气体进入部与所述容纳空间连通，以便通过气体进入部将气体输送至壳体部的容纳空间；

气体排出部，所述气体排出部与所述容纳空间连通，以便通过气体排出部将气体从壳体部的容纳空间内部向外输出；

流体进入部，所述流体进入部与所述容纳空间连通，以便通过流体进入部将液体和气体输送至壳体部的容纳空间；以及

流体排出部，所述流体排出部与所述容纳空间连通，以便通过流体排出部将液体从所述壳体部的容纳空间内部向外输出。

根据本公开的至少一个实施方式的经济器，所述气体进入部和/或气体排出部的位置高于所述流体进入部和流体排出部。

根据本公开的至少一个实施方式的经济器，所述流体进入部和流体排出部沿所述壳体部的长度方向彼此远离地设置。

根据本公开的至少一个实施方式的经济器，所述气体进入部和气体排出部沿所述壳体部的长度方向彼此远离地设置。

根据本公开的至少一个实施方式的经济器，所述壳体部的容纳空间包括液体空间和气体空间，其中，所述气体排出部和气体进入部与所述气体空间连通，所述流体进入部和流体排出部与所述液体空间连通。

根据本公开的至少一个实施方式的经济器，所述气体空间和液体空间的连接处形成为所述壳体部的容纳空间所存储的液体的液面位置。

根据本公开的至少一个实施方式的经济器，还包括隔板，所述隔板设置于所述壳体部的容纳空间内，并且所述隔板倾斜设置。

根据本公开的至少一个实施方式的经济器，所述隔板包括：

基部，所述基部被固定于所述壳体部的内壁；

液体通过部，所述隔板下侧的液体能够通过液体通过部流动至隔板的上侧；以及

气体通过部，所述隔板下侧的气体能够通过气体通过部流动至隔板的上侧。

根据本公开的至少一个实施方式的经济器，所述液体通过部形成为在基部的侧壁处所形成的凹槽。

根据本公开的至少一个实施方式的经济器，所述气体通过部包括在隔板上形成的通孔。

根据本公开的至少一个实施方式的经济器，所述气体通过部在所述液体通过部的上方。

根据本公开的至少一个实施方式的经济器，沿所述壳体部的长度方向，所述气体通过部位于气体进入部和气体排出部之间的位置处，并靠近气体排出部。

根据本公开的至少一个实施方式的经济器，所述气体排出部和气体进入部位于所述隔板的同一侧。

根据本公开的至少一个实施方式的经济器，所述流体排出部和流体进入部位于所述隔板的同一侧。

根据本公开的至少一个实施方式的经济器，沿气体的流动方向，所述气体进入部的内孔的横截面面积逐渐增加。

根据本公开的至少一个实施方式的经济器，沿气体的流动方向，所述气体排出部的内孔的横截面面积逐渐减小。

根据本公开的另一方面，提供一种空调制冷系统，其包括上述的经济器。

根据本公开的至少一个实施方式的空调制冷系统，还包括：

双级压缩机，所述双级压缩机包括第一级压缩机和第二级压缩机，其中，所述第一级压缩机的排气口连接于所述经济器的气体进入部，所述第二级压缩机的进气口连接于所述经济器的气体排出部。

根据本公开的至少一个实施方式的空调制冷系统，还包括：

冷凝器，所述经济器的流体进入部通过第一膨胀阀连接于所述冷凝器；以及

蒸发器，所述经济器的流体排出部通过第二膨胀阀连接于所述蒸发器。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1和图2是根据现有技术中的一个实施方式的空调制冷系统的结构示意图。

图3是根据本公开的一个实施方式的经济器的结构示意图。

图4是根据本公开的一个实施方式的隔板的结构示意图。

图5和图6是根据本公开的一个实施方式的空调制冷系统的结构示意图。

图7是根据本公开的一个实施方式的隔板的作用原理图。

图中附图标记具体为：

100经济器

110壳体部

120气体进入部

130气体排出部

140流体进入部

150流体排出部

160隔板

161基部

162液体通过部

163气体通过部

200第一级压缩机

300第二级压缩机

400电机

500冷凝器

600蒸发器

700第一膨胀阀

800第二膨胀阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。

除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本公开的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。

在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。

当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。

为了描述性目的，本公开可使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”、“较高的”和“侧(例如，如在“侧壁”中)”等的空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。

这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。

图3是根据本公开的一个实施方式的经济器的结构示意图。

如图3所示，本公开提供一种经济器100，其能够应用于空调制冷系统，以提高空调制冷系统的制冷循环效率COP。

具体地，所述经济器100可以包括壳体部110，所述壳体部110的内部具有容纳空间；在一个典型的实施例中，所述壳体部110形成为两端封闭的圆筒形状，相应地，所述壳体部110的内部空间也大致为圆柱状。现有技术中的经济器100一般均为这种形状，在此关于壳体部110的结构不再一一赘述。

与现有技术中的经济器100仅具有一个气体排出部130不同，本公开的经济器100还可以包括气体进入部120，所述气体进入部120与所述容纳空间连通，以便通过气体进入部120将气体输送至壳体部110的容纳空间。

在一个具体的实施例中，当所述经济器100应用于空调制冷系统时，所述气体进入部120能够连接于所述空调制冷系统的第一级压缩机200的排气口，由此第一级压缩机200将压缩后的气体输入至所述经济器100。

本公开中，所述经济器100还包括气体排出部130，所述气体排出部130与所述容纳空间连通，以便通过气体排出部130将气体从壳体部110的容纳空间内部向外输出。

在一个具体的实施例中，当所述经济器100应用于空调制冷系统时，所述气体进入部120能够连接于所述空调制冷系统的第二级压缩机300的进气口，由此通过经济器100向第二级压缩机300提供高压的气体。

本公开中，沿气体的流动方向，即沿气体进入部120内的制冷剂气体(或者说气体制冷剂)的流动方向，所述气体进入部120的内孔的横截面面积逐渐增加，以使得气体进入部120形成为扩压管路，从而能够通过气体进入部120进一步地将排气动能转化为压力能，降低流动损失。

更优选地，沿气体的流动方向，即沿气体排出部130内的制冷剂气体(或者说气体制冷剂)的流动方向，所述气体排出部130的内孔的横截面面积逐渐减小，以使得气体排出部130形成为膨胀管路，从而降低吸气速度以及降低吸气损失。

由此，本公开中的经济器100经过扩压管路和膨胀管路的优化设计，使得第一级压缩机200的排气口(一级排气法兰位置处)到第二级压缩机300的进气口(二级进气法兰位置处)的流动损失小于现有技术中的级间管路连接。

本公开的经济器100还包括流体进入部140和流体排出部150等结构。本公开中，所述流体进入部140与所述容纳空间连通，以便通过流体进入部140将液体(例如液体制冷剂)和气体(例如气体制冷剂)输送至壳体部110的容纳空间；所述流体排出部150与所述容纳空间连通，以便通过流体排出部150将液体从所述壳体部110的容纳空间内部向外输出。

在使用时，所述流体进入部140能够连接于第一膨胀阀700的出口，从而液体制冷剂在通过第一膨胀阀700后，流入经济器100；并且所述流体排出部150能够连接于第二膨胀阀800的入口，从而液体能够从经济器100进入第二膨胀阀800。

关于流体进入部140和流体排出部150为经济器100所通常具有的结构，在此不再一一详述。

本公开中，所述气体进入部120和/或气体排出部130的位置高于所述流体进入部140和流体排出部150。也就是说，所述气体进入部120和气体排出部130中位置较低的一个所在的水平面要高于流体进入部140和流体排出部150中的位置较高的一个所在的水平面，由此能够有效地控制通过气体进入部120所进入的气体制冷剂直接与液体制冷剂接触量，而且还能够防止液体制冷剂从气体排出部130排出。

所述流体进入部140和流体排出部150沿所述壳体部110的长度方向彼此远离地设置；在一个实施例中，所述流体进入部140和流体排出部150的位置可以根据空调制冷系统中各元件的布置位置而选择性地设置壳体部110的轴向任何位置，以方便空调制冷系统的各元件的布置。

所述气体进入部120和气体排出部130沿所述壳体部110的长度方向彼此远离地设置。

在一个优选的实施例中，所述壳体部110具有中心轴线，所述气体进入部120的轴线能够与所述中心轴线相交，相似地，所述气体排出部130的轴线也能够与所述中心轴线相交，并且，所述气体进入部120的轴线与所述气体排出部130的轴线位于不同的平面。或者说，所述气体进入部120的轴线与所述隔板160之间的夹角与所述气体排出部130的轴线与所述隔板160之间的夹角不相同。

在一个更优选的实施例中，所述气体排出部130的轴线大致垂直于所述隔板而设置；而且，所述气体排出部130具有比气体进入部120更高的位置，防止液体制冷剂从气体排出部130排出。

本公开中，所述壳体部110的容纳空间包括液体空间和气体空间，其中，所述液体空间形成在容纳空间的下半部分，所述气体空间形成在所述容纳空间的上半部分，所述气体空间和液体空间的连接处形成为所述壳体部110的容纳空间所存储的液体的液面位置。

其中，所述气体排出部130和气体进入部120与所述气体空间连通，所述流体进入部140和流体排出部150与所述液体空间连通。

图4是根据本公开的一个实施方式的隔板的结构示意图。

作为本公开的重点之一，如图3和图4所示，本公开的经济器100的内部还包括隔板160，所述隔板160设置于所述壳体部110的容纳空间内，并且所述隔板160倾斜设置。

更优选地，所述隔板160与水平面之间的角度为锐角，更优选地，该角度值可以为30°左右。

在一个具体的实施例中，所述隔板160包括：基部161、液体通过部162和气体通过部163等。

所述基部161被固定于所述壳体部110的内壁；也就是说，所述隔板160与所述壳体部110的相对位置固定。

所述液体通过部162形成为在基部161的侧壁处所形成的凹槽，由此，所述隔板160下侧的液体(和/或气体)能够通过液体通过部162流动至隔板160的上侧，以及所述隔板160的上侧的液体(和/或气体)能够通过液体通过部162流动至隔板160的下侧，也就是说，所述液体通过部162能够连通所述隔板160的上侧和下侧。

所述气体通过部163形成为在隔板160上形成的通孔，由此，所述隔板160下侧的气体能够通过气体通过部流动至隔板160的上侧。在一个优选的实施例中，沿所述壳体部110的长度方向(即壳体部110的轴向)，所述气体通过部163位于气体进入部120和气体排出部130之间的位置处，并且优选地，靠近气体排出部130设置。

本公开中，所述气体通过部163在所述液体通过部162的上方，由此气体通过部163的附近不会存在液体制冷剂，也就是说，经济器100内可以设置液位传感器，相应地，液体制冷剂的液位不会存在于气体通过部163附近的位置处。

所述气体排出部130和气体进入部120位于所述隔板160的同一侧，在一个具体的实施例中，所述气体排出部130和气体进入部120均位于所述隔板160的左上方。

所述流体排出部150和流体进入部140位于所述隔板160的同一侧，在一个具体的实施例中，所述流体进入部140和流体排出部150均位于所述隔板160的下方。

所述隔板160的中心位置与所述壳体部110的容纳空间的中心位置重合；更优选地，所述经济器100还可以包括温度传感器，所述温度传感器用于检测二级吸气的过热度。

图7是根据本公开的一个实施方式的隔板的作用原理图。

由此，如图7所示，通过上述隔板160的设置，能够使得本公开新设计的经济器100运行得更加高效，具体地：

当液体制冷剂的液位低于隔板160的底部的液体通过部162时：从第一级压缩机200的排气口进入到经济器100的气体制冷剂(PH图状态2)与第一膨胀阀700的低温饱和气体(PH图状态b)混合，降低了第二级压缩机300的进气口的气体制冷剂的温度(PH图状态3)。

当液位足够高，并浸没隔板160的底部的液体通过部162时：经济器100处于饱和状态，第二级压缩机300吸入饱和气体(PH图状态b)。在压缩机等熵效率不变的假设下，第二级压缩机300由于进口温度的降低，在同等压比的条件下，压缩机功耗减少，因此，空调制冷系统的COP能够提高1个百分点及以上。

当液体少量浸没隔板的底部的液体通过部162时：从第一级压缩机200的排气口进入到经济器的高温气体与经济器中的低温液体换热，极少液体汽化，经济器中依然处于过热状态，在PH图上位于状态3和b中间，由此通过隔板160的设置，既提高了压缩机组的性能又避免了第二级压缩机300所吸入的气体中携带液体。

图5和图6是根据本公开的一个实施方式的空调制冷系统的结构示意图。

根据本公开的另一方面，如图5和图6所示，本公开提供一种空调制冷系统，其可以包括上述的经济器100。

更具体地，如图5和图6所示，本公开的空调制冷系统还可以包括：双级压缩机，所述双级压缩机包括第一级压缩机200和第二级压缩机300，所述第一级压缩机200和第二级压缩机300均通过同一个电机400驱动，其中，所述第一级压缩机200的排气口连接于所述经济器100的气体进入部120，所述第二级压缩机300的进气口连接于所述经济器100的气体排出部130。

也就是说，本公开中，第一级压缩机200的排气口与第二级压缩机300的进气口之间并未通过级间连接管直接连接，而是通过经济器100使得第一级压缩机200的排气口与第二级压缩机300的进气口间接连接，从而解决了空调制冷系统在电机居中，第一级压缩机200和第二级压缩机300分布在两侧时，存在的冗长级间连接管及与其相关的流动损失和噪声问题。

本公开中，如图5和图6所示，本公开的空调制冷系统还可以包括：冷凝器500和蒸发器600等结构。所述经济器100的流体进入部140通过第一膨胀阀700连接于所述冷凝器500；以及所述经济器100的流体排出部150通过第二膨胀阀800连接于所述蒸发器600。

关于冷凝器500和蒸发器600为本领域较为常见的结构，在此不再一一赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims (19)

1.一种经济器，其特征在于，包括：

壳体部，所述壳体部的内部具有容纳空间；

气体进入部，所述气体进入部与所述容纳空间连通，以便通过气体进入部将气体输送至壳体部的容纳空间；

气体排出部，所述气体排出部与所述容纳空间连通，以便通过气体排出部将气体从壳体部的容纳空间内部向外输出；

流体进入部，所述流体进入部与所述容纳空间连通，以便通过流体进入部将液体和气体输送至壳体部的容纳空间；以及

流体排出部，所述流体排出部与所述容纳空间连通，以便通过流体排出部将液体从所述壳体部的容纳空间内部向外输出。

2.如权利要求1所述的经济器，其特征在于，所述气体进入部和/或气体排出部的位置高于所述流体进入部和流体排出部。

3.如权利要求1所述的经济器，其特征在于，所述流体进入部和流体排出部沿所述壳体部的长度方向彼此远离地设置。

4.如权利要求1所述的经济器，其特征在于，所述气体进入部和气体排出部沿所述壳体部的长度方向彼此远离地设置。

5.如权利要求1所述的经济器，其特征在于，所述壳体部的容纳空间包括液体空间和气体空间，其中，所述气体排出部和气体进入部与所述气体空间连通，所述流体进入部和流体排出部与所述液体空间连通。

6.如权利要求5所述的经济器，其特征在于，所述气体空间和液体空间的连接处形成为所述壳体部的容纳空间所存储的液体的液面位置。

7.如权利要求5所述的经济器，其特征在于，还包括隔板，所述隔板设置于所述壳体部的容纳空间内，并且所述隔板倾斜设置。

8.如权利要求7所述的经济器，其特征在于，所述隔板包括：

基部，所述基部被固定于所述壳体部的内壁；

液体通过部，所述隔板下侧的液体能够通过液体通过部流动至隔板的上侧；以及

气体通过部，所述隔板下侧的气体能够通过气体通过部流动至隔板的上侧。

9.如权利要求8所述的经济器，其特征在于，所述液体通过部形成为在基部的侧壁处所形成的凹槽。

10.如权利要求8所述的经济器，其特征在于，所述气体通过部包括在隔板上形成的通孔。

11.如权利要求8所述的经济器，其特征在于，所述气体通过部在所述液体通过部的上方。

12.如权利要求8所述的经济器，其特征在于，沿所述壳体部的长度方向，所述气体通过部位于气体进入部和气体排出部之间的位置处，并靠近气体排出部。

13.如权利要求7所述的经济器，其特征在于，所述气体排出部和气体进入部位于所述隔板的同一侧。

14.如权利要求7所述的经济器，其特征在于，所述流体排出部和流体进入部位于所述隔板的同一侧。

15.如权利要求1所述的经济器，其特征在于，沿气体的流动方向，所述气体进入部的内孔的横截面面积逐渐增加。

16.如权利要求1所述的经济器，其特征在于，沿气体的流动方向，所述气体排出部的内孔的横截面面积逐渐减小。

17.一种空调制冷系统，其特征在于，包括权利要求1-16中任一项所述的经济器。

18.如权利要求17所述的空调制冷系统，其特征在于，还包括：

双级压缩机，所述双级压缩机包括第一级压缩机和第二级压缩机，其中，所述第一级压缩机的排气口连接于所述经济器的气体进入部，所述第二级压缩机的进气口连接于所述经济器的气体排出部。

19.如权利要求17所述的空调制冷系统，其特征在于，还包括：

冷凝器，所述经济器的流体进入部通过第一膨胀阀连接于所述冷凝器；以及

蒸发器，所述经济器的流体排出部通过第二膨胀阀连接于所述蒸发器。

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