一種氣液分離裝置及使用該裝置的制冷循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]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)】
[0002]在制冷空調(diào)領(lǐng)域，熱栗機(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滑油被帶走導(dǎo)致潤滑失效。
[0003]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%。
[0004]實(shí)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(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，會有液體制冷劑迀移過來，需要?dú)庖悍蛛x器作為容器進(jìn)行存儲，避免直接進(jìn)入到壓縮機(jī)。
[0005]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】

[0006]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。
[0007]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(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。
[0008]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，匯集管路與儲液部件的第四開口連接。
[0009]進(jìn)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。
[0010]進(jìn)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。
[0011]進(jìn)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(jī)高溫排氣的換熱管。
[0012]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。
[0013]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(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)口和出口伸出儲液部件。
[0014]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)。
[0015]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。
[0016]進(jìn)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(jī)高溫排氣的換熱管。
[0017]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(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；
機(jī)組開機(jī)或者模式切換或者加卸載的時(shí)間超過設(shè)定值時(shí)，第一關(guān)斷裝置關(guān)閉，分離部件不起分離作用，蒸發(fā)器過來的制冷劑氣體從分離部件的進(jìn)口進(jìn)入，從分離部件的出口流出，進(jìn)入壓縮機(jī)，第二關(guān)斷裝置開啟，讓儲液部件存儲的液體緩慢地流入壓縮機(jī)，返回系統(tǒng)中。此時(shí)，可以啟動加熱元件，加速液體制冷劑氣化。
[0018]本發(fā)明還提供另一種制冷循環(huán)系統(tǒng)，包括壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹裝置和蒸發(fā)器，還包括如前述任意一種分離部件豎直置于儲液部件內(nèi)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。該制冷循環(huán)系統(tǒng)的工作模式為:
機(jī)組停機(jī)時(shí)，蒸發(fā)器流過來的制冷劑經(jīng)過進(jìn)口，液體通過第一開口進(jìn)入儲液部件，存儲起來；壓縮機(jī)的氣態(tài)制冷劑經(jīng)過出口返流到分離部件，液體通過第一開口進(jìn)入儲液部件，存儲起來。
[0019]機(jī)組開機(jī)或者模式切換或者加卸載的時(shí)候，蒸發(fā)器過來的未蒸發(fā)的液體制冷劑在離心力的作用下，通過液體通過第一開口進(jìn)入儲液部件，存儲起來；如果氣液分離裝置內(nèi)的液位超過了第二開口，一部分氣液分離裝置內(nèi)的液體會通過第二開口返回到壓縮機(jī)。
[0020]機(jī)組開機(jī)或者模式切換或者加卸載的時(shí)間超過設(shè)定值時(shí)，蒸發(fā)器運(yùn)行比較穩(wěn)定，出口沒有帶液體制冷劑，此時(shí)氣液分離器內(nèi)的液體會慢慢通過的第二開口返回到壓縮機(jī)。
[0021]本發(fā)明的有益效果:采用這種氣液分離裝置，能夠保證壓縮機(jī)避免受到液體沖擊，同時(shí)降低了氣分內(nèi)部的壓降，提高了能效和制冷量。由于整個(gè)分離過程中氣體流速不變，沒有速度突變產(chǎn)生的局部流動壓降，只有一個(gè)沿程的壓降，U型彎的壓降約2?3kPa，可以忽略不計(jì)，對系統(tǒng)的性能的負(fù)面影響可以忽略不計(jì)。由于有了離心分離效果，保證了過渡過程中，不會有大量液體進(jìn)入壓縮機(jī)，避免了可靠性問題。既保證了系統(tǒng)可靠性，也保證了性能。
【附圖說明】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步闡明。
[0023]圖1為本發(fā)明的儲液部件在分離部件下方的氣液分離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的分離部件為直線型多個(gè)U型結(jié)構(gòu)的儲液部件在分離部件下方的氣液分離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為螺旋型U型結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明的分離部件豎直置于儲液部件內(nèi)的氣液分離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；