[發明專利]一種氣液分離裝置及使用該裝置的制冷循環系統

在審

• 申請號: 201510858823.2
• 申請日: 2015-12-01
• 公開（公告）號: CN105299981A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 胡仿冰
• 申請（專利權）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: 北京君華知識產權代理事務所(普通合伙) 11515
• 代理人: 朱慶華

技術領域

本發明涉及制冷空調領域，尤其涉及一種氣液分離裝置及使用該裝置的制冷循環系統。

背景技術

在制冷空調領域，熱泵機組或者制冷劑充注量大的系統，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，機組的節流部件控制不能夠足夠精確，會讓過量的制冷劑進入蒸發器，這些過量的制冷劑蒸發不了，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致潤滑失效。

現有制冷系統的氣液分離器設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。總的損失大約在15kPa～30kPa。吸氣管路上的壓降導致壓縮機吸氣密度下降影響制冷量1%～3%，同時降低系統的能效1%～2%。

實際使用過程中，氣液分離器的作用主要體現在啟動過程、加卸載、模式切換過程中，而在穩定運行的時候，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。

發明內容

本發明要解決的技術問題是設計一種氣液分離裝置及使用該裝置的制冷循環系統，解決現有技術存在的壓力損失大、制冷量低以及能效差的不足。

為解決上述技術問題，本發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型結構，利用了離心分離原理，包括進口和出口，分離部件U型結構的外彎處設有第一開口，第一開口通過管路連接到儲液部件的第四開口，儲液部件底部設有第三開口，分離部件豎直布置，分離部件U型結構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型結構連接成直線型或者由多個U型結構連接成螺旋型的結構，每個U型結構的外彎處均設有第一開口，每個U型結構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有第一關斷裝置。

進一步的，儲液部件底部的第三開口的連出管路上設有第二關斷裝置。

進一步的，儲液部件底部設有加熱元件，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型結構內彎處設有第二開口，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通回系統管路上。

本發明還提供另一種結構的氣液分離裝置，包括分離部件和儲液部件，分離部件呈U型結構，利用了離心分離原理，包括進口和出口，分離部件U型結構的外彎處設有第一開口，分離部件豎直置于儲液部件內，分離部件U型結構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型結構連接成直線型或者由多個U型結構連接成螺旋型的結構。

進一步的，分離部件U型結構的內彎處設有第二開口，此處第二開口的作用是把儲液部件的氣體導通回系統管路上，最終回到壓縮機。當然，也可以在儲液部件底部設第三開口，并在第三開口的連出管路上設關斷裝置，通過第三開口的連出管路連接到壓縮機的方式實現將氣體導回壓縮機，優選的，該關斷裝置為電磁閥。

進一步的，儲液部件底部設有加熱元件，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。

本發明還提供一種制冷循環系統，包括壓縮機、冷凝器、膨脹裝置和蒸發器，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，該氣液分離裝置設置在壓縮機的吸氣側，壓縮機、冷凝器、膨脹裝置和蒸發器依次連接，分離部件的進口與蒸發器連接，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。該制冷循環系統的工作模式為：

機組停機時，第一關斷裝置打開，未蒸發的液體制冷劑在重力作用下從第一開口流出，經過第一關斷裝置，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，第二關斷裝置關閉；

機組開機或者模式切換或者加卸載的時候，第一關斷裝置打開，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，第二關斷裝置關閉；