[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?zhí)枺?/td>: 201510858823.2
• 申請日: 2015-12-01
• 公開（公告）號: CN105299981A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡仿冰
• 申請（專利權(quán)）人: 昆山方佳機械制造有限公司
• 主分類號: F25B43/00
• 分類號: F25B43/00
• 代理公司: 北京君華知識產(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，機組啟動過程中或者模式切換過程中或者加卸載的時候，機組的節(jié)流部件控制不能夠足夠精確，會讓過量的制冷劑進入蒸發(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，否則壓縮機容易受到液擊或者潤滑油被帶走導(dǎo)致潤滑失效。

現(xiàn)有制冷系統(tǒng)的氣液分離器設(shè)計理念這些年都沒有改進過，其原理是重力沉降，帶著氣液混合物的制冷劑進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)致壓縮機吸氣密度下降影響制冷量1%～3%，同時降低系統(tǒng)的能效1%～2%。

實際使用過程中，氣液分離器的作用主要體現(xiàn)在啟動過程、加卸載、模式切換過程中，而在穩(wěn)定運行的時候，沒有作用的，反而帶來了壓降。在停機的時候，會有液體制冷劑遷移過來，需要氣液分離器作為容器進行存儲，避免直接進入到壓縮機。

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液部件的第四開口，儲液部件底部設(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，儲液部件在分離部件下方。

進一步的，分離部件為由多個U型結(jié)構(gòu)連接成直線型或者由多個U型結(jié)構(gòu)連接成螺旋型的結(jié)構(gòu)，每個U型結(jié)構(gòu)的外彎處均設(shè)有第一開口，每個U型結(jié)構(gòu)的第一開口均與匯集管路連接，匯集管路與儲液部件的第四開口連接。

進一步的，分離部件的第一開口與儲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。

進一步的，儲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。

進一步的，儲液部件底部設(shè)有加熱元件，用于加熱儲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高溫排氣的換熱管。

進一步的，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液部件的第五開口，用于把儲液部件的氣體導(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，分離部件的進口和出口伸出儲液部件。

進一步的，分離部件為由多個U型結(jié)構(gòu)連接成直線型或者由多個U型結(jié)構(gòu)連接成螺旋型的結(jié)構(gòu)。

進一步的，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液部件的氣體導(dǎo)通回系統(tǒng)管路上，最終回到壓縮機。當(dāng)然，也可以在儲液部件底部設(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的方式實現(xiàn)將氣體導(dǎo)回壓縮機，優(yōu)選的，該關(guān)斷裝置為電磁閥。

進一步的，儲液部件底部設(shè)有加熱元件，用于加熱儲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、冷凝器、膨脹裝置和蒸發(fā)器，還包括前述任意一種儲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)置在壓縮機的吸氣側(cè)，壓縮機、冷凝器、膨脹裝置和蒸發(fā)器依次連接，分離部件的進口與蒸發(fā)器連接，分離部件的出口與壓縮機連接，儲液部件的第三開口的連出管路與壓縮機連接。該制冷循環(huán)系統(tǒng)的工作模式為：

機組停機時，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，進入到儲液部件，儲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；

機組開機或者模式切換或者加卸載的時候，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口進入，經(jīng)過U型彎，在離心力的作用下進行分離，大部分液體從第一開口流出，進入儲液部件，氣體攜帶微量液體從分離部件的出口流出，進入壓縮機，第二關(guān)斷裝置關(guān)閉；