[實用新型]氣液分離裝置、空氣源熱回收系統(tǒng)及冷水機組和熱泵機組

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320205213.9
• 申請日: 2013-04-22
• 公開（公告）號: CN203274381U
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發(fā)明（設計）人: 王仕相
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶美的通用制冷設備有限公司;廣東美的電器股份有限公司
• 主分類號: F25B43/00
• 分類號: F25B43/00;F25B41/00;F25B41/04;F25B41/06;F25B29/00;F25B13/00
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

技術(shù)領域

本實用新型屬于空調(diào)系統(tǒng)制造技術(shù)領域，更具體地說，是涉及一種氣液分離裝置、采用該氣液分離裝置的帶有部分熱回收功能的空氣源熱回收系統(tǒng)以及采用該空氣源熱回收系統(tǒng)的冷水機組和熱泵機組。

背景技術(shù)

帶有部分熱回收功能的空氣源冷水或熱泵機組，當機組運行制冷模式且部分熱回收功能開啟時，可能面臨凝液問題。

請參見圖1，圖1的縱坐標是絕對壓力的對數(shù)值lgP，橫坐標是比焓值h，1'-2'是在壓縮機中完成的壓縮過程；2'-3'是在冷凝器中完成的過程，分為了三段，2'-5'這一段，是壓縮機排氣口來的高溫高壓氣態(tài)冷媒冷卻過程，沒有相變，氣態(tài)冷媒溫度下降；5'-6'過程，是冷凝過程，是從純氣態(tài)冷媒變?yōu)榧円簯B(tài)冷媒的過程，有相變，冷媒溫度保持不變；6'-3'過程，是液態(tài)冷媒的冷卻過程，沒有相變，冷媒溫度降低，從而有了過冷度；點3'-4'是節(jié)流元件的節(jié)流過程；點4'-1'是在蒸發(fā)器中完成的蒸發(fā)過程。

請一并參閱圖2，所謂部分熱回收，就是在壓縮機10'的排氣口與冷凝器30'的進氣口之間增加一個換熱器20'，用以回收壓縮機10'的排氣中的過熱段負荷（顯熱交換，高溫高壓氣態(tài)冷媒冷卻散熱，無相變，點2'-5'），所以理論上在部分熱回收器20'的冷媒側(cè)出口是飽和氣態(tài)冷媒（點5'處狀態(tài)）。但實際機組運行時，如果部分熱回收器10'的水側(cè)水溫變化、水流量變化，又或者壓縮機10'運行工況變化，導致部分熱回收器的水側(cè)負荷（吸熱）大于了冷媒側(cè)排氣過熱段（點2'-5'）負荷，這時在部分熱回收器20'中，冷媒側(cè)就會開始冷凝凝液，即部分熱回收器20'的冷媒側(cè)出口就會是氣液兩相的飽和冷媒（狀態(tài)點越過點5'，進入冷凝段，在點5'和點6'之間的一點）。

參見圖2，制冷運行時，空氣側(cè)換熱器30'是冷凝器，壓縮機10'的排氣先進入部分熱回收器20'釋放部分熱量，然后再往上走，進入空氣側(cè)換熱器30'中進行冷凝、過冷。所以當部分熱回收器20'中的冷媒側(cè)有冷凝凝液后，排氣管段（部分熱回收器20'的冷媒側(cè)出口到空氣側(cè)換熱器30'的進氣口之間）管路壓降就會增大，冷媒流速就會降低。

壓降增大的主要原因，在于液態(tài)冷媒的密度（R22：1030～1200kg/m3，R134a：1000～1200kg/m3）比氣態(tài)冷媒密度（R22：22～110kg/m3，R134a：28～116kg/m3）大很多，部分熱回收器20'的冷媒側(cè)出口到空氣側(cè)換熱器30'的進氣口，約有1.5～2.0米的豎直高度，由重力壓降公式△P=ρ*g*h可知，壓降將增大8～55倍，加之液態(tài)冷媒粘性、管內(nèi)阻力等因素影響，該段管路壓降會遠遠大于純氣態(tài)冷媒通過該段排氣管路的壓降；壓降過大，會升高壓縮機10’的排氣壓力，機組能力會降低、壓縮機功耗會增大，性能收到影響。

由于在部分熱回收器中冷媒就有部分凝液，所以氣態(tài)冷媒流量變少，冷媒流速降低（帶走壓縮機排氣中冷凍油顆粒的能力降低），加之液態(tài)冷媒和冷凍油存在一定互溶性，會導致部分冷凍油在部分熱回收器中集結(jié)，不利于冷凍油顆粒經(jīng)空氣側(cè)換熱器、節(jié)流元件、水側(cè)換熱器等零部件之后，最終回到壓縮機吸氣端，即影響壓縮機回油。

現(xiàn)在主流廠家，針對此問題的處理方式有多種，主要的兩種如下：

第一種方案：將部分熱回收器20'的換熱量（換熱面積），盡量設計小一些，并縮小部分熱回收器20'的水側(cè)溫度運行范圍（水溫不能過低），以此盡量避免或削弱部分熱回收器20'中冷媒側(cè)發(fā)生冷凝凝液；這種解決方案，沒有實質(zhì)性解決部分熱回收冷凝凝液的問題，且熱回收量設計偏小，不利于提升客戶生活熱水使用需求和質(zhì)量；

第二種方案：請參見圖3，在部分熱回收器20'的冷媒側(cè)出口，增設一個常規(guī)的氣液分離裝置20’，將分離出的液態(tài)冷媒，經(jīng)排液口排到整機主路節(jié)流元件52'之前或之后，最終進水側(cè)換熱器中蒸發(fā)。

第2種方案，存在以下問題：

氣液分離裝置中，如何判斷已經(jīng)有凝液？只有判斷出有了凝液液態(tài)冷媒，排液電磁閥61'才能通電排液，否則就會將氣態(tài)冷媒排到整機主路節(jié)流元件52'之前或之后，對系統(tǒng)造成很大的影響。

如果將氣態(tài)冷媒排到整機主路節(jié)流元件52'之前，會影響整機主路節(jié)流元件52'的調(diào)節(jié)，可能造成該節(jié)流元件開度不夠，放給水側(cè)換熱器的液態(tài)冷媒量不足，失去調(diào)節(jié)功能，削弱水側(cè)換熱器的能力，同時壓縮機吸氣口的過熱度也不能穩(wěn)定、有效控制；