一种气液分离器和空调器的制作方法

1.本发明涉及气液分离技术领域，具体涉及一种气液分离器和空调器。


背景技术：

2.随着4g的大量应用以及5g的逐渐普及，各种数据处理设备的发热量越来越大，数据中心对空调设备的制冷量和节能性要求也越来越高。
3.采用过渡季节和寒冷冬季的室外自然冷源对数据中心进行冷却，能大幅度降低空调设备的运行费用，常见的是采用氟泵热管与压缩制冷复合设计的制冷系统。在冬季或者过渡季节，室外冷空气很适合作为天然冷源，此时启用氟泵热管制冷模式，停止压缩机的运行利用氟泵驱动制冷剂实现热管制冷运行，热管把冬季或者过渡季节的室外自然冷源(冷空气)的冷量转移进入室内为数据中心降温，极大地降低了设备的运行费用。
4.分体式空调设备通常采用机械驱动的分离式热管，比如采用液泵或者气泵等氟泵驱动热管内的制冷工质流动。当热管与压缩制冷装置共用系统时，通常采用节流元件与电磁阀并联设计的方式。压缩制冷运行时关闭电磁阀，制冷剂通过节流元件降压运行；氟泵热管制冷运行时，打开电磁阀，制冷剂主要通过低阻力的电磁阀，以免通过节流元件时消耗过多的重力作用或者氟泵的扬程。
5.热管与热泵相结合共用系统时虽然能减少很多零部件，但系统的调试和优化是个很复杂的问题，系统的可靠性运行方面也存在一些不容忽视的问题。比如蒸发器与压缩机之间设置气液分离器，在氟泵热管运行时蒸发器出口的制冷剂气体可能携带有没有完全蒸发的制冷剂液体，则有可能在气液分离器堆积过多的制冷剂液体，从而影响氟泵热管系统的制冷剂流通量，造成氟泵进口端设置的储液罐的液位过低，容易造成氟泵吸液端的气蚀现象；氟泵热管模式转换为压缩制冷模式时，气液分离器内堆积过多的制冷剂液体也容易造成压缩机吸气带液，极其容易发生液击现象，压缩机的运行可靠性下降。
6.常规的制冷设备，压缩机和气液分离器通常设置在室外侧。冬天室外温度逐渐下降的过程中，室内制冷剂气体会慢慢迁移到室外机组，也有可能在气液分离器内逐渐冷却液化，气液分离器内也可能会堆积过量的制冷剂液体，这会影响压缩机的启动运行。故有必要解决气液分离器内制冷剂液体堆积过量的问题，因此需要设计多功能的气液分离器。
7.由于现有技术中的气液分离器存在其内制冷剂液体堆积过量，容易影响压缩机的启动可靠性等技术问题，因此本发明研究设计出一种气液分离器和空调器。


技术实现要素：

8.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的气液分离器存在其内制冷剂液体堆积过量，容易影响压缩机的启动可靠性的缺陷，从而提供一种气液分离器和空调器。
9.为了解决上述问题，本发明提供一种气液分离器，其包括：
10.壳体、液位检测装置和加热装置，所述壳体内部能够盛放气体和/或液体，所述液
位检测装置设置于所述壳体的内部且能够检测液体的液位高度，所述加热装置设置于所述壳体内且能对液体进行加热，并且所述液位检测装置与所述加热装置集成为一体，所述液位检测装置能够根据液位的高度控制所述加热装置加热或不加热。
11.在一些实施方式中，所述液位检测装置包括浮动件，所述浮动件能浮在液面上且随所述液面的上下浮动，所述加热装置包括开关结构、电源线和发热体，所述电源线与所述发热体连接，以通过所述发热体发热而加热液体，所述开关结构能够对所述电源线的通断电进行控制，且所述开关结构能被所述浮动件控制实现打开或关闭。
12.在一些实施方式中，当所述浮动件检测到液面液位上升至高于预设高度时，所述开关结构打开，进而能控制所述电源线通电，所述发热体通电并对液体进行加热；当所述浮动件检测到液面液位下降至低于预设高度时，所述开关结构关闭，进而能控制所述电源线断电，所述发热体断电而不对液体进行加热。
13.在一些实施方式中，所述加热装置还包括套管，所述电源线和所述发热体均设置于所述套管的内部，所述浮动件套设于所述套管的外部，且所述浮动件能在所述套管上上下滑动。
14.在一些实施方式中，所述浮动件为浮球，所述开关结构为磁性开关，所述磁性开关位于所述套管的内部。
15.在一些实施方式中，所述液位检测装置还包括第一限位件和第二限位件，所述第一限位件和所述第二限位件均固定于所述套管的外周，且所述第一限位件位于所述浮动件的下方以能对所述浮动件的向下运动的最低位置进行限位，所述第二限位件位于所述浮动件的上方以能对所述浮动件的向上运动的最高位置进行限位。
16.在一些实施方式中，所述开关结构在竖直方向的高度与所述浮动件对应，且所述开关结构的竖直方向的高度位于所述第一限位件与所述第二限位件之间。
17.在一些实施方式中，所述浮动件包括浮动件一和浮动件二，所述浮动件一和所述浮动件二设置于所述套管上的不同高度位置，且所述浮动件二的高度高于所述浮动件一的高度，所述开关结构包括开关结构一和开关结构二，所述开关结构一与所述浮动件一对应设置且能被所述浮动件一的高度控制打开或关闭，所述开关结构二与所述浮动件二对应设置且能被所述浮动件二的高度控制打开或关闭。
18.在一些实施方式中，当所述浮动件一检测到液面液位上升至高于预设高度一时，所述开关结构一打开，进而能控制所述电源线通电，所述发热体通电并对液体进行加热；当所述浮动件二检测到液面液位上升至高于预设高度二时，所述开关结构二打开，进而能控制所述电源线加大电流功率，所述发热体的发热功率加大；所述预设高度二高于所述预设高度一；
19.当所述浮动件二检测到液面液位下降至低于所述预设高度二时，所述开关结构二关闭，所述电源线被控制减小电流功率，所述发热体减小发热功率；当所述浮动件一检测到液面液位下降至低于预设高度一时，所述开关结构一关闭，所述电源线被控制断电，所述发热体断电而不对液体进行加热。
20.在一些实施方式中，当所述液位检测装置还包括第一限位件和第二限位件时：
21.所述第一限位件还包括第一限位件一和第一限位件二，所述第二限位件还包括第二限位件一和第二限位件二，所述第一限位件一位于所述浮动件一的下方以能对所述浮动
件一的向下运动的最低位置进行限位，所述第二限位件一位于所述浮动件一的上方以能对所述浮动件一的向上运动的最高位置进行限位；所述第一限位件二位于所述浮动件二的下方以能对所述浮动件二的向下运动的最低位置进行限位，所述第二限位件二位于所述浮动件二的上方以能对所述浮动件二的向上运动的最高位置进行限位。
22.在一些实施方式中，所述开关结构一的竖直方向的高度位于所述第一限位件一与所述第二限位件一之间；所述开关结构二的竖直方向的高度位于所述第一限位件二与所述第二限位件二之间。
23.在一些实施方式中，所述预设高度一与所述预设高度二之间的高度差能够被检测和计算得出，所述开关结构一和所述开关结构二依次打开的时间差能被检测和计算，所述液面上升的速度能够被计算得出。
24.在一些实施方式中，所述开关结构与所述电源线串联设置，能够通过所述开关结构的开闭而控制所述电源线的通断电，使得所述开关结构打开时所述电源线通电，所述开关结构关闭时所述电源线断电；
25.或者所述开关结构与所述电源线并联设置，所述开关结构电连接信号线，能够通过所述开关结构的开闭而控制所述信号线输出不同的信号，进而通过所述信号线控制所述电源线的通断电，使得所述开关结构打开时所述电源线通电，所述开关结构关闭时所述电源线断电。
26.在一些实施方式中，所述发热体为螺旋结构，与所述发热体配合的套管部分也成螺旋结构，所述发热体与所述套管之间设置有导热材料；所述壳体为分体结构并包括相接的上壳体和下壳体，所述气液分离器还包括进气管和出气管。
27.本发明还提供一种空调器，其包括前任一项所述的气液分离器。
28.本发明提供的一种气液分离器和空调器具有如下有益效果：
29.本发明通过在气液分离器的壳体内部设置的液位检测装置和加热装置，液位检测装置能够用于检测液位的高度，加热装置能够用于对液体进行加热，而本发明创造性地将液位检测装置和加热装置进行集成为一体，并且加热装置的加热开启与否通过液位检测装置检测的液位高度来控制，能够使得在液位较高时自动开启加热装置而加热液体，使得液位较高时能够通过加热液体而降低液位高度，有效降低气液分离器内部的液体量，防止制冷剂液体堆积过量的情况发生，避免影响压缩机的启动可靠性，并且有效防止压缩机液击；液位较低时加热装置则会自动被液位检测装置控制关闭，从而避免液位过低，以降低加热装置的功率，提高制冷系统的能效。因此本发明能够根据气液分离器内液体的高度而自动控制对其内部堆积的制冷剂液体进行加热气化与否，有效防止气液分离器内的液位过高，提高压缩机的启动可靠性。
附图说明
30.图1是本发明的气液分离器的实施例1的结构示意图(单浮球液位计)；
31.图2是本发明的气液分离器的实施例2的结构示意图(多浮球液位计)；
32.图3是本发明的气液分离器的实施例3的结构示意图(磁性开关串联)；
33.图4是本发明的气液分离器的实施例2的结构示意图(磁性开关并联)。
34.附图标记表示为：
35.1、壳体；1a、上壳体；1b、下壳体；100、液位检测装置；2、浮动件；21、浮动件一；22、浮动件二；7、第一限位件；71、第一限位件一；72、第一限位件二；8、第二限位件；81、第二限位件一；82、第二限位件二；200、加热装置；3、开关结构；4、电源线；5、发热体；6、套管；9、信号线；10、出气管；11、进气管。
具体实施方式
36.如图1-4所示，本发明提供了一种气液分离器，其包括：
37.壳体1、液位检测装置100和加热装置200，所述壳体1内部能够盛放气体和/或液体，所述液位检测装置100设置于所述壳体1的内部且能够检测液体的液位高度，所述加热装置200设置于所述壳体1内且能对液体进行加热，并且所述液位检测装置100与所述加热装置200集成为一体，所述液位检测装置100能够根据液位的高度控制所述加热装置200加热或不加热。
38.本发明通过在气液分离器的壳体内部设置的液位检测装置和加热装置，液位检测装置能够用于检测液位的高度，加热装置能够用于对液体进行加热，而本发明创造性地将液位检测装置和加热装置进行集成为一体，并且加热装置的加热开启与否通过液位检测装置检测的液位高度来控制，能够使得在液位较高时自动开启加热装置而加热液体，使得液位较高时能够通过加热液体而降低液位高度，有效降低气液分离器内部的液体量，防止制冷剂液体堆积过量的情况发生，避免影响压缩机的启动可靠性，并且有效防止压缩机液击；液位较低时加热装置则会自动被液位检测装置控制关闭，从而避免液位过低，以降低加热装置的功率，提高制冷系统的能效。因此本发明能够根据气液分离器内液体的高度而自动控制对其内部堆积的制冷剂液体进行加热气化与否，有效防止气液分离器内的液位过高，提高压缩机的启动可靠性。
39.在一些实施方式中，所述液位检测装置100包括浮动件2，所述浮动件2能浮在液面上且随所述液面的上下浮动，所述加热装置200包括开关结构3、电源线4和发热体5，所述电源线4与所述发热体5连接，以通过所述发热体5发热而加热液体，所述开关结构3能够对所述电源线4的通断电进行控制，且所述开关结构3能被所述浮动件2控制实现打开或关闭。这是本发明的液位检测装置的优选结构形式，通过浮动件能够有效浮动于气液分离器内部的液体的液面上并且能够有效检测液位的高度，加热装置包括电源线和发热体，能够通过通电以发热以加热液体，从而降低液位高度，而通过开关结构的设置能够控制电源线的通或断，从而能够根据液位高度的高低而自动控制发热件的加热与否，从而防止壳体内部液体堆积过高，以提高压缩机的启动可靠性。
40.在一些实施方式中，当所述浮动件2检测到液面液位上升至高于预设高度时，所述开关结构3打开，进而能控制所述电源线4通电，所述发热体5通电并对液体进行加热；当所述浮动件2检测到液面液位下降至低于预设高度时，所述开关结构3关闭，进而能控制所述电源线4断电，所述发热体5断电而不对液体进行加热。这是本发明的浮动件与开关结构之间的优选配合形式，即浮动件检测液位高度，若高度较高则自动控制开关结构打开以加热液体，从而降低液位高度，若液位高度较低则自动控制开关结构关闭以停止加热，从而降低电功率，以提高系统的能效。
41.在一些实施方式中，所述加热装置200还包括套管6，所述电源线4和所述发热体5
均设置于所述套管6的内部，所述浮动件2套设于所述套管6的外部，且所述浮动件2能在所述套管6上上下滑动。本发明的加热装置进一步包括套管的结构，能够将电源线和发热体设置于套管内部，而浮动件套接于套管的外部，形成液位检测装置和加热装置一体集成的结构，将浮动件、电源线、发热体集成于套管上，有效地完成液位检测和加热集成一体的结构效果。
42.在一些实施方式中，所述浮动件2为浮球，所述开关结构3为磁性开关，所述磁性开关位于所述套管6的内部。这是本发明的浮动件和开关结构分别的优选结构形式，并且本发明的磁性开关优选设置于套管内部，进一步使得开关结构与浮动件和套管等结构集成于一体。
43.本发明1.通过在常规的气液分离器内设置电加热和浮球液位计，电加热器与浮球液位开关形成整体设计；能够根据浮球液位计反馈液位的高低，决定启动或者关闭电加热器，从而对气液分离器内堆积的制冷剂液体进行加热气化，防止气液分离器内的液位过高。
44.2.浮球液位计的浮球套设在套管外，浮球液位计的磁性开关与电加热器的电源线共同置入套管内。浮球的磁性开关串联在电加热器的电源线上直接用于控制通断，或者磁性开关独立置入套管并引出信号线用于外部控制(即并联)。
45.本发明有效解决了如下技术问题：
46.1.气液分离器内制冷剂液体堆积过量，容易影响压缩机的启动可靠性，需要配套多功能气液分离器；
47.2.氟泵热管模式下防止气液分离器内堆积过量制冷剂液体，对氟泵运行不利，需要配套多功能气液分离器。
48.如图1和图2所示，在常规的气液分离器上至少有容器筒体，包括上壳体和下壳体，通常在上壳体的顶部引出进气管和出气管，出气管在筒体内部设计为u型状，u型底部的侧面上设置有回油小孔和过滤器组件；进气管设置于筒体内部的结构一般设计为折弯部件并且可以使得气液混合流体进入筒体后可以实现离心分离作用。上壳体和下壳体之间、进气管与上壳体之间、出气管与上壳体之间通常采用焊接技术实现密封连接。
49.在上述现有的气液分离器基础上，本发明增加浮球液位计及电加热功能。套管分两根直管段和一个螺旋段(图1和图2中的套管的螺旋段没有示出，相应位置只示出发热体)，发热体装入套管后在发热体与螺旋段之间填充导热材料，比如导热硅脂等，发热体的两端连接电源线，电源线分别置入两根套管的直管段并且从管口引出到气液分离器的外部。内置有发热体和导热硅脂的中间部分采用螺旋加工工艺制成螺旋段，属于成熟的制造工艺；螺旋段的两端分别连接直管段，直管段的另外一端伸出上壳体并与上壳体之间密封连接(比如采用焊接密封)；电源线和/或者信号线从套管的直管段的管口伸出，用于与电控箱连接、反馈和控制，电源线和信号线统称为连接线。
50.如图1，实施例1，在一些实施方式中，所述液位检测装置100还包括第一限位件7和第二限位件8，所述第一限位件7和所述第二限位件8均固定于所述套管的外周，且所述第一限位件7位于所述浮动件2的下方以能对所述浮动件2的向下运动的最低位置进行限位，所述第二限位件8位于所述浮动件2的上方以能对所述浮动件2的向上运动的最高位置进行限位。本发明通过第一限位件和第二限位件的结构能够对浮动件的上下运动的极限位置进行有效限位，防止浮动件向上运动过高而与磁性开关距离较远而导致无法对磁性开关进行控
制的情况发生，也有效防止浮动件向下运动过低而与磁性开关距离较远而导致无法对磁性开关进行控制的情况发生，保证了浮动件与磁性开关之间的控制关系持续有效。
51.本发明其中一根套管的直管段同时设计为具备浮球液位计功能，其直管段内部设置固定有磁性开关，浮球液位计的浮球套设于该设置有磁性开关的套管的直管段外部。在磁性开关的上部位置和/或下部位置对应的套管的直管段外设置有卡环，卡环用于限制浮球的移动。浮球在液体的浮力作用下沿着套管的直管段实现上下移动，液面上升则浮球上升，液面下降则浮球下降，但会受到卡环的限制而无法继续上升或者下降。浮球的运动产生位置变化，与内部磁性开关之间产生相对位置变化，从而磁性开关实现启闭动作。
52.在一些实施方式中，所述开关结构3在竖直方向的高度与所述浮动件2对应，且所述开关结构3的竖直方向的高度位于所述第一限位件7与所述第二限位件8之间。本发明的开关结构的竖直方向的位置应与浮动件对应，且位于第一和第二限位件之间，能够保持浮动件与开关结构之间的持续有效的控制关系，通过该关系使得浮动件始终能够对开关结构形成控制。
53.如图2，实施例2，在一些实施方式中，所述浮动件2包括浮动件一21和浮动件二22，所述浮动件一21和所述浮动件二22设置于所述套管6上的不同高度位置，且所述浮动件二22的高度高于所述浮动件一21的高度，所述开关结构3包括开关结构一和开关结构二，所述开关结构一与所述浮动件一21对应设置且能被所述浮动件一21的高度控制打开或关闭，所述开关结构二与所述浮动件二22对应设置且能被所述浮动件二22的高度控制打开或关闭。
54.这是本发明实施例2的优选结构形式，通过浮动件一和二的两个以上的浮动结构，以及与其配合的开关结构一和二，能够形成竖直方向对液位的进一步优选的控制型线，能够通过下方的浮动件一和开关结构一对通电与否进行控制，通过上方的浮动件二和开关结构二能够控制加热功率的大小变化，并且能够通过两个浮动件和两个开关结构能够检测和计算出液位上升的平均速度，从而根据速度的大小控制加热功率进行变化，例如液位上升速度高，则加热功率增大，从而减小液位的上升速度，上升速度较低则加热功率可以保持不变或降低，保证对液位上升速度的精准控制。
55.图1为单浮球液位计，根据磁性开关的启闭可以确定气液分离器内部的液面变化，显然图2也能判断液面的变化程度：浮球a(浮动件一)对应的磁性开关a(结构开关一)动作，可以知道液面到达高度a，浮球b(浮动件二)对应的磁性开关b(结构开关二)动作，可以知道液面到达高度b，根据两个液面高度的变化时间可以测算出积液速率，从而可以控制发热体的发热功率和持续时间等。
56.在一些实施方式中，当所述浮动件一21检测到液面液位上升至高于预设高度一时，所述开关结构一打开，进而能控制所述电源线4通电，所述发热体5通电并对液体进行加热；当所述浮动件二22检测到液面液位上升至高于预设高度二时，所述开关结构二打开，进而能控制所述电源线4加大电流功率，所述发热体5的发热功率加大；所述预设高度二高于所述预设高度一；
57.当所述浮动件二22检测到液面液位下降至低于所述预设高度二时，所述开关结构二关闭，所述电源线4被控制减小电流功率，所述发热体5减小发热功率；当所述浮动件一21检测到液面液位下降至低于预设高度一时，所述开关结构一关闭，所述电源线4被控制断电，所述发热体5断电而不对液体进行加热。
58.这是本发明的浮动件一、二和开关结构一和二之间的优选结构配合形式，能够通过浮动件一和开关结构一以控制发热体的开启或关闭，通过浮动件二和开关结构二能够控制发热体加热功率的大小进行变化，从而能够对液位的高度进行精确的控制，以进一步防止液位过高而导致液体制冷剂堆积的情况发生，提高压缩机启动的可靠性。
59.在一些实施方式中，当所述液位检测装置100还包括第一限位件7和第二限位件8时：
60.所述第一限位件7还包括第一限位件一71和第一限位件二72，所述第二限位件8还包括第二限位件一81和第二限位件二82，所述第一限位件一71位于所述浮动件一21的下方以能对所述浮动件一21的向下运动的最低位置进行限位，所述第二限位件一81位于所述浮动件一21的上方以能对所述浮动件一21的向上运动的最高位置进行限位；所述第一限位件二72位于所述浮动件二22的下方以能对所述浮动件二22的向下运动的最低位置进行限位，所述第二限位件二82位于所述浮动件二22的上方以能对所述浮动件二22的向上运动的最高位置进行限位。
61.本发明的实施例2进一步优选第一限位件包括两个，即第一限位件一和第一限位件二，第一限位件一位于浮动件一的下方以对浮动件一的下方进行限位，第一限位件二位于浮动件二的下方以对浮动件二的下方进行限位，第二限位件一位于浮动件一的上方以对浮动件一的上方限位，第二限位件二位于浮动件二的上方以对浮动件二的上方限位，以保证浮动件一和浮动件二分别与开关结构一和二之间保持持续有效的控制关系。
62.在一些实施方式中，所述开关结构一的竖直方向的高度位于所述第一限位件一71与所述第二限位件一81之间；所述开关结构二的竖直方向的高度位于所述第一限位件二72与所述第二限位件二82之间。本发明的开关结构一和二的高度分别位于第一和第二限位件一之间能够保证开关结构一持续与浮动件一之间产生磁力联系，以及保证开关结构二持续与浮动件二之间产生磁力联系。
63.在一些实施方式中，所述预设高度一与所述预设高度二之间的高度差能够被检测和计算得出，所述开关结构一和所述开关结构二依次打开的时间差能被检测和计算，所述液面上升的速度能够被计算得出。本发明通过预设高度一和二之间的高度差以及开关结构一和二之间打开的时间差，能够有效计算出液位从浮动件一上升至浮动件二的上升速度，从而根据该上升速度能够有效控制加热功率的高低变化，上升速度较高则控制加热功率升高，从而有效控制液位不至于上升过高或尽快地降低，以进一步保证液位高度不至于过高。
64.如图3，实施例3，在一些实施方式中，所述开关结构3与所述电源线4串联设置，能够通过所述开关结构3的开闭而控制所述电源线4的通断电，使得所述开关结构3打开时所述电源线4通电，所述开关结构3关闭时所述电源线4断电。这是本发明的实施例3的开关结构与电源线之间的优选连接方式，即开关结构串联设置于电源线上，能够通过开关结构的开闭直接控制电源线的通断。靠近螺旋发热体的浮球，设置于距离螺旋发热体的上部位置h1处，最上部的浮球距离底部的浮球距离h2。如图3所示，磁性开关可以串联设置于发热体的电源线上；如图4所示，磁性开关也可以设置为单独连接信号线，电源线与信号线统称为连接线。
65.如图4，实施例4，所述开关结构3与所述电源线4并联设置，所述开关结构3电连接信号线9，能够通过所述开关结构3的开闭而控制所述信号线9输出不同的信号，进而通过所
述信号线9控制所述电源线4的通断电，使得所述开关结构3打开时所述电源线4通电，所述开关结构3关闭时所述电源线4断电。这是本发明的实施例4的开关结构与电源线之间的优选连接方式，即开关结构并联设置于电源线上，能够通过开关结构的开闭先通过信号线输出信号，进一步通过信号线输出信号而控制电源线的通断。
66.在一些实施方式中，所述发热体5为螺旋结构，与所述发热体5配合的套管部分也成螺旋结构，所述发热体5与所述套管6之间设置有导热材料；所述壳体1为分体结构并包括相接的上壳体和下壳体，所述气液分离器还包括进气管11和出气管10。本发明的发热体优选为螺旋结构以增强发热面积，发热体与套管之间通过设置导热材料能够提高发热体与套管之间的导热效果，进一步增强对液体的加热强度，提高液位控制的效果。
67.本发明还提供一种空调器，其包括前述的气液分离器。
68.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。