[發(fā)明專利]一種氣液分離裝置及使用該裝置的制冷循環(huán)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510858823.2
• 申請(qǐng)日: 2015-12-01
• 公開（公告）號(hào): CN105299981A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡仿冰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆山方佳機(jī)械制造有限公司
• 主分類號(hào): F25B43/00
• 分類號(hào): F25B43/00
• 代理公司: 北京君華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11515
• 代理人: 朱慶華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及制冷空調(diào)領(lǐng)域，尤其涉及一種氣液分離裝置及使用該裝置的制冷循環(huán)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在制冷空調(diào)領(lǐng)域，熱泵機(jī)組或者制冷劑充注量大的系統(tǒng)，一般都需要安裝氣液分離裝置，機(jī)組啟動(dòng)過程中或者模式切換過程中或者加卸載的時(shí)候，機(jī)組的節(jié)流部件控制不能夠足夠精確，會(huì)讓過量的制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器，這些過量的制冷劑蒸發(fā)不了，需要通過氣液分離裝置分離下來，否則壓縮機(jī)容易受到液擊或者潤(rùn)滑油被帶走導(dǎo)致潤(rùn)滑失效。

現(xiàn)有制冷系統(tǒng)的氣液分離器設(shè)計(jì)理念這些年都沒有改進(jìn)過，其原理是重力沉降，帶著氣液混合物的制冷劑進(jìn)入到氣液分離器空間，降低流速，讓液體沉降下來，這一過程有個(gè)很大的局部壓力損失。出氣口在上部，氣體在出氣口處加速，這一過程，也有一個(gè)很大的壓力損失?？偟膿p失大約在15kPa～30kPa。吸氣管路上的壓降導(dǎo)致壓縮機(jī)吸氣密度下降影響制冷量1%～3%，同時(shí)降低系統(tǒng)的能效1%～2%。

實(shí)際使用過程中，氣液分離器的作用主要體現(xiàn)在啟動(dòng)過程、加卸載、模式切換過程中，而在穩(wěn)定運(yùn)行的時(shí)候，沒有作用的，反而帶來了壓降。在停機(jī)的時(shí)候，會(huì)有液體制冷劑遷移過來，需要?dú)庖悍蛛x器作為容器進(jìn)行存儲(chǔ)，避免直接進(jìn)入到壓縮機(jī)。

因此，研究一種低壓降的氣液分離裝置顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是設(shè)計(jì)一種氣液分離裝置及使用該裝置的制冷循環(huán)系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的壓力損失大、制冷量低以及能效差的不足。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的氣液分離裝置包括分離部件和儲(chǔ)液部件，分離部件呈U型結(jié)構(gòu)，利用了離心分離原理，包括進(jìn)口和出口，分離部件U型結(jié)構(gòu)的外彎處設(shè)有第一開口，第一開口通過管路連接到儲(chǔ)液部件的第四開口，儲(chǔ)液部件底部設(shè)有第三開口，分離部件豎直布置，分離部件U型結(jié)構(gòu)外彎處的第一開口朝下，儲(chǔ)液部件在分離部件下方。

進(jìn)一步的，分離部件為由多個(gè)U型結(jié)構(gòu)連接成直線型或者由多個(gè)U型結(jié)構(gòu)連接成螺旋型的結(jié)構(gòu)，每個(gè)U型結(jié)構(gòu)的外彎處均設(shè)有第一開口，每個(gè)U型結(jié)構(gòu)的第一開口均與匯集管路連接，匯集管路與儲(chǔ)液部件的第四開口連接。

進(jìn)一步的，分離部件的第一開口與儲(chǔ)液部件的第四開口之間的連接管路上設(shè)有第一關(guān)斷裝置。

進(jìn)一步的，儲(chǔ)液部件底部的第三開口的連出管路上設(shè)有第二關(guān)斷裝置。

進(jìn)一步的，儲(chǔ)液部件底部設(shè)有加熱元件，用于加熱儲(chǔ)液部件底部的液體制冷劑，加熱元件可以是電加熱，也可以是通有壓縮機(jī)高溫排氣的換熱管。

進(jìn)一步的，分離部件U型結(jié)構(gòu)內(nèi)彎處設(shè)有第二開口，第二開口通過管路連接到儲(chǔ)液部件的第五開口，用于把儲(chǔ)液部件的氣體導(dǎo)通回系統(tǒng)管路上。

本發(fā)明還提供另一種結(jié)構(gòu)的氣液分離裝置，包括分離部件和儲(chǔ)液部件，分離部件呈U型結(jié)構(gòu)，利用了離心分離原理，包括進(jìn)口和出口，分離部件U型結(jié)構(gòu)的外彎處設(shè)有第一開口，分離部件豎直置于儲(chǔ)液部件內(nèi)，分離部件U型結(jié)構(gòu)外彎處的第一開口朝下，分離部件的進(jìn)口和出口伸出儲(chǔ)液部件。

進(jìn)一步的，分離部件為由多個(gè)U型結(jié)構(gòu)連接成直線型或者由多個(gè)U型結(jié)構(gòu)連接成螺旋型的結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，分離部件U型結(jié)構(gòu)的內(nèi)彎處設(shè)有第二開口，此處第二開口的作用是把儲(chǔ)液部件的氣體導(dǎo)通回系統(tǒng)管路上，最終回到壓縮機(jī)。當(dāng)然，也可以在儲(chǔ)液部件底部設(shè)第三開口，并在第三開口的連出管路上設(shè)關(guān)斷裝置，通過第三開口的連出管路連接到壓縮機(jī)的方式實(shí)現(xiàn)將氣體導(dǎo)回壓縮機(jī)，優(yōu)選的，該關(guān)斷裝置為電磁閥。

進(jìn)一步的，儲(chǔ)液部件底部設(shè)有加熱元件，用于加熱儲(chǔ)液部件底部的液體制冷劑，加熱元件可以是電加熱，也可以是通有壓縮機(jī)高溫排氣的換熱管。

本發(fā)明還提供一種制冷循環(huán)系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹裝置和蒸發(fā)器，還包括前述任意一種儲(chǔ)液部件在分離部件下方的氣液分離裝置，該氣液分離裝置設(shè)置在壓縮機(jī)的吸氣側(cè)，壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹裝置和蒸發(fā)器依次連接，分離部件的進(jìn)口與蒸發(fā)器連接，分離部件的出口與壓縮機(jī)連接，儲(chǔ)液部件的第三開口的連出管路與壓縮機(jī)連接。該制冷循環(huán)系統(tǒng)的工作模式為：

機(jī)組停機(jī)時(shí)，第一關(guān)斷裝置打開，未蒸發(fā)的液體制冷劑在重力作用下從第一開口流出，經(jīng)過第一關(guān)斷裝置，進(jìn)入到儲(chǔ)液部件，儲(chǔ)液部件上的出氣通過第五開口返回到管路，第二關(guān)斷裝置關(guān)閉；

機(jī)組開機(jī)或者模式切換或者加卸載的時(shí)候，第一關(guān)斷裝置打開，氣液混合的制冷劑通過分離部件的進(jìn)口進(jìn)入，經(jīng)過U型彎，在離心力的作用下進(jìn)行分離，大部分液體從第一開口流出，進(jìn)入儲(chǔ)液部件，氣體攜帶微量液體從分離部件的出口流出，進(jìn)入壓縮機(jī)，第二關(guān)斷裝置關(guān)閉；