一种提升换热器换热性能的补气增焓热泵空调系统的制作方法_2

文档序号:9414695阅读:来源:国知局
俯视示意图。
[0024]图中示出:1_筒体;2_出气管;3_第一制冷剂进出口管;4_第二制冷剂进出口管;
5-闪蒸隔板;101_补气增焓压缩机;102_四通阀;103_室外侧换热器;104_第一电子膨胀阀;105_双向螺旋闪蒸器;106_第二电子膨胀阀;107_室内侧换热器;108_气液分离器;109-第一电磁阀;110_第二电磁阀;11-上段筒体;12_中端筒体;13_下端筒体;31_第一回油回液孔;32_第一出气孔;33_第一出液孔;41_第二回油回液孔;42_第二出气孔;43-第二出液孔;51_气液分离孔。
【具体实施方式】
[0025]下面通过具体实施例对本发明的目的作进一步详细地描述,实施例不能在此一一赘述,但本下面结合附图和具体实施发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。
[0026]如图1和图2所示,一种提升换热器换热性能的补气增焓热栗空调系统,包括补气增焓压缩机101、四通阀102、室外侧换热器103、室内侧换热器107、气液分离器108,还包括双向螺旋闪蒸器105,所述双向螺旋闪蒸器105包括筒体1,所述筒体I由上而下包括上段筒体11、中段筒体12和下端筒体13,共同组成罐体的工作容积,上段筒体11侧壁设置有出气管2,下端筒体13侧壁设置有延伸至筒体I内腔的第一制冷剂进出口管3和第二制冷剂进出口管4,所述第一制冷剂进出口管3和第二制冷剂进出口管4插入筒体I内的部分同为顺时针或同为逆时针盘旋向上的螺旋铜管部,两个螺旋铜管部盘绕组装,共同构成气液分离装置,所述第一制冷剂进出口管3位于筒体I内液面以下的底部设置有若干第一回油回液孔31,所述第二制冷剂进出口管4位于筒体I内液面以下的底部分别设置有若干第二回油回液孔41 ;所述出气管2通过管路依次连接第一电磁阀109和补气增焓压缩机101的补气口,同时还通过管路依次连接第二电磁阀110和气液分离器108,即形成两条补气支路,两条补气支路,第一条支路通过第一电磁阀109连接压缩机补气孔,第二条支路通过第二电磁阀110连接气液分离器进口,所述第一制冷剂进出口管3通过管路依次连接第一电子膨胀阀104和室外侧换热器103,所述第二制冷剂进出口管4通过管路依次连接第二电子膨胀阀106和室内侧换热器107。
[0027]本实施例提供的补气增焓热栗空调系统通过四通阀102进行制冷/制热模式的切换。由图1所示,制冷模式运行分为高温制冷补气模式以及常温制冷不补气模式。在高温制冷(T>35°C )时,补气增焓能够减低压缩机排气温度,提升高温制冷性能。此时高温高压制冷剂从压缩机101进入到室外侧换热器103,经过电子膨胀阀104进行一级节流,然后流入双向螺旋闪蒸器105。气液混合制冷剂在闪蒸器内闪蒸之后,气态制冷剂经由电磁阀109对压缩机进行补气,液态制冷剂经过电子膨胀阀106 二级节流进入室内侧换热器107蒸发吸热,然后流回压缩机。
[0028]在常温制冷(26°C兰T ^ 35°C)时,空调系统补气的性能提升不明显,因此不对系统进行补气。此时高温高压制冷剂从压缩机101进入到室外侧换热器103,电子膨胀阀104将高压液态制冷剂节流到低压蒸发压力,气液两相混合制冷剂进入闪蒸器105进行气液分离。气相制冷剂从电磁阀110旁通进入气液分离器108,此时电磁阀109关。而液相制冷剂进入到室内侧换热器107蒸发吸热,此时电子膨胀阀106全开,不进行节流。由于节流后气液两相混合制冷剂中的气相部分被旁通到气液分离器中,增大了室内侧换热器进口制冷剂的液相比,从而改善制冷剂分配均匀性,同时也减小了换热器中被气相所占据的无效换热面积,因而提升整个换热器107的换热性能,制冷能效得到提升。
[0029]图2为补气增焓热栗空调系统制热循环原理图。在制热工况(T〈18°C),空调系统需要补气,此时高温高压制冷剂从压缩机101进入到室内侧换热器107,经过电子膨胀阀106进行一级节流,然后流入双向螺旋闪蒸器105。气液混合制冷剂在闪蒸器内闪蒸之后,气态制冷剂经由电磁阀109对压缩机进行补气,液态制冷剂经过电子膨胀阀104 二级节流进入室外侧换热器103蒸发吸热,然后流回压缩机。
[0030]如图3至图6所示,本实施例的双向螺旋闪蒸器105中液态制冷剂液面高度一般为闪蒸器总高的1/4~1/3,双向螺旋闪蒸器105实现了制冷剂的双向流动,又能在安装高度受限情况下改善闪蒸器气液分离效果,极大的简化了补气增焓系统的复杂度,结构简单、体积小、成本低,尤其适合低温制热和高温制冷工况下的应用场合。
[0031]如图4和图5所示,本实施例中,所述第一回油回液孔31的流通截面积之和小于等于所述第一制冷剂进出口管3通流截面积,所述第二回油回液孔41的流通截面积之和小于等于第二制冷剂进出口管4的通流截面积,以保证有足够多的气液混合制冷剂能够流入到螺旋铜管部内,并由螺旋铜管部末端流出,以便气液混合制冷剂在重力的作用下进行气液分离。
[0032]本实施例中,所述第一制冷剂进出口管3位于筒体I内液面以上的螺旋铜管部沿管体螺旋线的沿程均匀的开有4~10个第一出气孔32和4~10个第一出液孔33 ;所述第二制冷剂进出口管4位于筒体I内液面以上的螺旋铜管部沿管体螺旋线的沿程均匀的开有4~10个第二出气孔42和4~10个第二出液孔43,具体数量可根据螺旋铜管的管长而定。本方案通过在螺旋铜管部设置出气孔和出液孔,使气液混合的制冷剂在螺旋离心力作用下,由出气孔和出液孔分别输出气态制冷剂和液态制冷剂,进一步实现的气液分离。
[0033]本实施例中,作为进一步的优化方案,所述第一出气孔32设置在第一制冷剂进出口管3的螺旋铜管部内侧斜上角,与水平方向呈30~60°夹角,本实施例为45° ;所述第一出液孔33设置在第一制冷剂进出口管3的螺旋铜管部外侧斜下角,与水平方向呈30~60°夹角,本实施例为45° ;所述第二出气孔42设置在第二制冷剂进出口管4的螺旋铜管部内侧斜上角,与水平方向呈30~60°夹角,本实施例为45°,第二出液孔43设置在第二制冷剂进出口管4的螺旋铜管部外侧斜下角,与水平方向呈30~60°夹角,本实施例为45°。本方案设置出气孔和出液孔的特殊位置,因气液两相混合制冷剂在螺旋铜管中流动会产生离心力,惯性力较小的气态制冷剂聚集在螺旋铜管的内侧,惯性力较大的液态制冷剂聚集在螺旋铜管外侧。离心力分离后的部分气态制冷剂从内侧斜上角的出气孔流出,部分液态制冷剂从外侧斜下角的出液孔流出,进一步提高制冷剂的气液分离效果。
[0034]为简化加工,所述第一制冷剂进出口管3和第二制冷剂进出口管4的形状结构相同。
[0035]如图3和图6所示,所述筒体I内设置有位于第一制冷剂进出口管3和第二制冷剂进出口管4的螺旋铜管部上方的闪蒸隔板5,所述闪蒸隔板5 —般设置在筒体I高度的2/3-4/5处,位于螺旋铜管部和出气口之间,所述闪蒸隔板5上均匀设置有直径为4~8的气液分离孔51,闪蒸隔板5主要是对漂浮在空气中的一些制冷剂液滴起到阻隔作用,气态制冷剂可以从气液分离孔51顺畅流出,保证出气管2流出的大多数为气态制冷剂。
[0036]本实施例提供的双向螺旋闪蒸器105通过在第一、第二制冷剂进出口管液面以下设置回油回液孔,使得第一、第二制冷剂进出口管既可以作为气液混合制冷剂的进口管,又可以作为液态制冷剂的出口管,闪蒸器具有双向流动性,解决了现有闪蒸器单向流动的限制。双向闪蒸器的应用可大大简化补气增焓系统。同时通过设置制冷剂进出口管筒体内部为螺旋铜管,并且在液面以上沿着螺旋铜管开一排出气孔、出液孔,使得气液两相混合制冷剂在螺旋铜管的作用下进行离心力分离。达到离心力和重力双重分离的效果,可以改善和保证气液两相制冷剂
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