一種氣液分離裝置及具有其的蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種氣液分離裝置及具有其的蒸汽循環(huán)壓縮系統(tǒng)，其包括中空的筒體(1)及設置于筒體(1)上的進口(2)、氣體出口(3)和液體出口(4)，以及設于該筒體(1)內部的氣液分離部件，所述筒體(1)包括大致沿水平方向布置的進口段(11)、出口段(12)和連接于二者間的分離段(13)，該三段結構均為回轉體形狀、且三個回轉中心線連線成型，且所述進口段(11)的回轉中心高度位置低于所述出口段(12)的回轉中心高度位置。通過本發(fā)明能夠實現(xiàn)高效的氣液分離、降低尤其是蒸汽循環(huán)壓縮系統(tǒng)中干式蒸發(fā)器中正冷靜的流速和壓降，減小壓縮機的功率，提升蒸發(fā)器的換熱效率，提高整個循環(huán)系統(tǒng)的性能。
【專利說明】
一種氣液分離裝置及具有其的蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)
技術領域
[0001] 本發(fā)明屬于蒸汽壓縮循環(huán)技術領域，具體涉及一種氣液分離裝置及具有其的蒸汽 壓縮循環(huán)系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 現(xiàn)有技術中的蒸汽循環(huán)制冷系統(tǒng)中，壓縮機壓縮后的高壓制冷劑氣體經過冷凝器 的冷凝成高壓液體，高壓的制冷劑液體經過節(jié)流機構的節(jié)流成為低壓低溫的氣液飽和態(tài)， 再進入到蒸發(fā)器中的蒸發(fā)換熱。但是節(jié)流后的氣液兩相態(tài)的制冷劑由于氣態(tài)的存在，不能 充分的實現(xiàn)高效的蒸發(fā)換熱，尤其是在干式的換熱器中氣態(tài)的制冷劑由于體積大，使整個 換熱管中的流速很大，造成了制冷劑在蒸發(fā)器中大的壓降(根據(jù)伯努利方程），增大了壓縮 機吸氣與排氣的壓差，增大了功率，并且由于氣態(tài)制冷劑的的換熱系數(shù)很小，有形成氣膜阻 止了液態(tài)制冷劑與換熱管壁的接觸，增大了熱阻，降低了蒸發(fā)器的換熱效率;從而降低了蒸 汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)的性能，浪費了能源。
[0003] 由于現(xiàn)有技術的蒸汽循環(huán)制冷系統(tǒng)中的氣態(tài)制冷劑在干式蒸發(fā)器管路中由于高 速流動造成的蒸發(fā)器壓降偏大、氣態(tài)制冷劑在干式蒸發(fā)器管路中阻止了液態(tài)制冷劑與換熱 管壁的接觸，增大了熱阻，降低了蒸發(fā)器的換熱效率、從而降低額蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)的性 能，浪費了能源等技術問題，因此本發(fā)明研究設計出一種氣液分離裝置及具有其的蒸汽壓 縮循環(huán)系統(tǒng)。

【發(fā)明內容】

[0004] 因此，本發(fā)明要解決的技術問題在于克服現(xiàn)有技術中的對于兩相冷媒的氣液分離 精度低而導致尤其是蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)性能低下的缺陷，從而提供一種氣液分離裝置及具 有其的蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)。
[0005] 本發(fā)明提供了一種氣液分離裝置，其包括中空的筒體及設置于筒體上的進口、氣 體出口和液體出口，以及設于該筒體內部的氣液分離部件，所述筒體包括進口段、出口段和 連接于二者間的分離段，該三段結構均為回轉體形狀、且三個回轉中心線連線成 型，所述進口段的回轉中心高度位置低于所述出口段的回轉中心高度位置。
[0006] 優(yōu)選地，所述氣體出口設置在所述出口段上部的位置、所述液體出口設置于所述 進口段下部的位置。
[0007] 優(yōu)選地，所述進口設置于所述進口段的端面上，所述氣液分離部件包括設置在所 述筒體的中空內腔中、且高度位置低于所述進口的漏液板。
[0008] 優(yōu)選地，所述氣液分離部件還包括設置在所述筒體的中空內腔中、且高度位置高 于所述進口的擋氣板。
[0009] 優(yōu)選地，所述漏液板和所述擋氣板均為一端固定于所述進口段上、另一端朝著所 述出口段的方向進行延伸的形式而設置。
[0010] 優(yōu)選地，所述氣液分離部件還包括設置在所述筒體的中空內腔中、用于對冷媒介 質進行過濾和/或進一步氣液分離的過濾裝置。
[0011] 優(yōu)選地，所述過濾裝置為過濾網的結構形式，且設置并連接于所述出口段的上端 面和下端面之間。
[0012] 優(yōu)選地，所述進口設置于所述進口段端面上靠近其中部的位置；和/或，所述液體 出口設置于所述進口段底部的位置;和/或，所述氣體出口設置于所述出口段的端面上靠近 其頂部的位置。
[0013] 本發(fā)明還提供一種蒸汽循環(huán)壓縮系統(tǒng)，包括蒸發(fā)器、節(jié)流裝置及壓縮機，其特征在 于:還包括前述的氣液分離裝置，且所述氣液分離裝置設置于所述節(jié)流裝置和所述蒸發(fā)器 之間的冷媒管路上。
[0014] 優(yōu)選地，所述氣液分離裝置的所述氣體出口連接至所述壓縮機的進氣口；和/或， 還包括過熱器，所述氣體出口經過所述過熱器過熱后再連至所述壓縮機的進氣口。
[0015] 本發(fā)明提供的一種氣液分離裝置及具有其的蒸汽循環(huán)壓縮系統(tǒng)具有如下有益效 果：
[0016] 1.本發(fā)明的氣液分離裝置，能夠實現(xiàn)有效的、高效的氣液分離，使得對于尤其是蒸 汽循環(huán)壓縮系統(tǒng)中進入蒸發(fā)器中的氣體冷媒大大的減少，降低了尤其是蒸汽循環(huán)壓縮系統(tǒng) 中干式蒸發(fā)器中制冷劑的流速，減小了壓降，間接的減小了壓縮機的功率，提升了蒸發(fā)器的 換熱效率，提尚了整個循環(huán)系統(tǒng)的性能；
[0017] 2.本發(fā)明的氣液分離裝置，通過在進口的下方設置漏液板作為氣液分離部件的結 構形式，能夠將來流的氣液兩相冷媒中的液相冷媒最大程度地分離到筒體的內部下方，從 而提高氣液分離的程度；
[0018] 3.本發(fā)明的氣液分離裝置，通過在進口的上方設置擋氣板作為氣液分離部件的結 構形式，能夠將位于筒體內部上部的氣體最大程度地控制在擋氣板的上方，防止其竄流到 下方而又形成氣液混合，從而提高氣液分離的程度；
[0019] 4.本發(fā)明的氣液分離裝置，通過在筒體中空內腔中還設置過濾裝置作為氣液分離 部件的結構形式，能夠將對冷媒起到進一步氣液分離的作用，從而提高氣液分離的程度，同 時還能對冷媒中的其他雜質進行過濾作用，提高冷媒的純度；
[0020] 5.本發(fā)明的蒸汽循環(huán)壓縮系統(tǒng)，能夠有效提升冷媒的氣液分離程度，減小壓縮機 的功率，且使得進入蒸發(fā)器中的氣體冷媒大大的減少，從而有效的提升了蒸發(fā)器的換熱效 率，提高了整個循環(huán)系統(tǒng)的性能。
【附圖說明】
[0021 ]圖1是現(xiàn)有技術的氣液分離裝置的立體結構示意圖；
[0022]圖2是本發(fā)明的氣液分離裝置的內部結構示意圖；
[0023]圖3是圖2的左視圖。
[0024]圖中附圖標記表示為：
[0025] 1一筒體，11 一進口段，12 -出口段，13-分尚段，2-進口，3-氣體出口，4一液體 出口，5-漏液板，6-擋氣板，7-過濾裝置。
【具體實施方式】
[0026]如圖2-3所示，本發(fā)明提供一種氣液分離裝置，其包括具有中空內腔的筒體1及設 置于筒體1上的進口 2 (優(yōu)選為冷媒進口）、氣體出口 3和液體出口 4，以及設于該筒體1內部的 氣液分離部件，所述筒體1包括大致沿水平方向布置的進口段11、出口段12和連接于二者間 的分離段13(所述分離段13連接于所述進口段11和所述出口段12相對的兩端面之間），且該 三段結構均為回轉體形狀、且三個回轉中心線連線成?，，型，所述進口段11的回轉中 心高度位置低于所述出口段12的回轉中心高度位置。
[0027]本發(fā)明的氣液分離裝置，通過將三段結構均設置為回轉體形狀、且三個回轉中心 線連線成" 型、進口段在豎直方向上的高度設置于低于所述出口段，能夠形成階梯 臺階狀的筒體結構，并且進口段低于出口段，能夠將冷媒進行擴壓降速、延長了冷媒流動路 程和分離路程、使得冷媒在中空的分離裝置內部進行徹底的氣液分離后，再進入后面的裝 置部件(例如蒸發(fā)器）。從而最終實現(xiàn)高效的氣液分離，降低了尤其是蒸汽循環(huán)壓縮系統(tǒng)中 干式蒸發(fā)器中制冷劑的流速，減小了壓降，間接的減小了壓縮機的功率，從而提升機組的性 能，使得對于尤其是蒸汽循環(huán)壓縮系統(tǒng)中進入蒸發(fā)器中的氣體冷媒大大的減少，從而有效 的提升了蒸發(fā)器的換熱效率，提高了整個循環(huán)系統(tǒng)的性能。
[0028] 優(yōu)選地，所述氣體出口 3設置在所述出口段12上部的位置、所述液體出口4設置于 所述進口段11下部的位置。通過將液體出口設置于位于低處位置的進口段的下部、將氣體 出口設置于位于高處位置的出口段的上部的結構形式(優(yōu)選使得液體出口位于整個筒體的 最低端、氣體出口位于整個筒體的最高端），能夠將分離后的液體通過位于低位置處的液體 出口排出、將分離后的氣體通過位于高位置處的氣體出口排出，實現(xiàn)了有效分離兩相冷媒 的作用、防止二者再進行混合，使得對于尤其是蒸汽循環(huán)壓縮系統(tǒng)中進入蒸發(fā)器中的氣體 冷媒大大的減少，從而有效的提升了蒸發(fā)器的換熱效率，提高了整個循環(huán)系統(tǒng)的性能。
[0029] 更優(yōu)選地，所述進口段11、所述出口段12和所述分離段13均為圓柱形筒體結構的 形式，所述進口段11的回轉軸線平行且高于(豎直方向上)所述出口段12的回轉軸線，所述 分離段13的回轉軸線與二者均傾斜設置(并連接于二者之間）。
[0030] 優(yōu)選地，所述進口 2設置于所述進口段11的端面上，所述氣液分離部件包括設置在 所述筒體1的中空內腔中、且高度位置低于所述進口 2的漏液板5(即漏液板的最上端的位置 低于進口最下端的位置）。通過在進口的下方設置漏液板作為氣液分離部件的結構形式，能 夠將來流的氣液兩相冷媒中的液相冷媒最大程度地分離到筒體的內部下方，從而提高氣液 分離的程度。
[0031 ]優(yōu)選地，所述氣液分離部件還包括設置在所述筒體1的中空內腔中、且高度位置高 于所述進口 2的擋氣板6。通過在進口的上方設置擋氣板作為氣液分離部件的結構形式，能 夠將位于筒體內部上部的氣體最大程度地控制在擋氣板的上方，防止其竄流到下方而又形 成氣液混合，從而提高氣液分離的程度。
[0032]優(yōu)選地，所述漏液板5和所述擋氣板6均為一端固定于所述進口段11上、另一端朝 著所述出口段12的方向進行延伸的形式而設置。這是漏液板和擋氣板的優(yōu)選結構和形成方 式，并且能夠從進口處開始一直對氣液兩相進行分離的作用，能夠有效且最大限度地對氣 液兩相進行分離，并且有效地防止二者再次混合。
[0033]優(yōu)選地，所述氣液分離部件還包括設置在所述筒體1的中空內腔中、用于對冷媒介 質進行過濾和/或進一步氣液分離的過濾裝置7。通過在在筒體中空內腔中還設置過濾裝置 作為氣液分離部件的結構形式，能夠將對冷媒起到進一步氣液分離的作用，從而提高氣液 分離的程度，同時還能對冷媒中的其他雜質進行過濾作用，提高冷媒的純度。
[0034] 優(yōu)選地，所述過濾裝置7為過濾網的結構形式，且設置并連接于所述出口段12的上 端面和下端面之間。這是過濾裝置的優(yōu)選種類和結構形式，并且將其設置連接于出口端的 上、下端面之間能夠對經過該通道的冷媒最大限度、最大流量地起到過濾和氣液分離的作 用。
[0035] 優(yōu)選地，所述進口 2設置于所述進口段11端面上靠近其中部的位置;和/或，所述液 體出口 4設置于所述進口段11底部的位置;和/或，所述氣體出口 3設置于所述出口段12的端 面上靠近其頂部的位置。這是進口、液體出口和氣體出口的分別的優(yōu)選布置位置和布置形 式，將進口設置于所述進口段端面上靠近其中部的位置，能夠有效地保證冷媒最大程度、最 大流量地通過進口進入到氣液分離裝置內部腔體中，將液體出口設置于所述進口段底部的 位置，能夠對存積于腔體最底部(最底端）的液體冷媒進行最大限度地排出腔體的操作，將 氣體出口設置于所述出口段的端面上靠近其頂部的位置能夠對位于分離裝置內部上方的 氣體進行最大限度地排出腔體的操作，最終實現(xiàn)氣液分離的有效作用。
[0036] 本發(fā)明還提供一種蒸汽循環(huán)壓縮系統(tǒng)，包括蒸發(fā)器、節(jié)流裝置及壓縮機，其還包括 前述的氣液分離裝置，且所述氣液分離裝置設置于所述節(jié)流裝置和所述蒸發(fā)器之間的冷媒 管路上。通過采用前述的氣液分離裝置，并將其設置于節(jié)流裝置和蒸發(fā)器之間的管路上，能 夠有效地對進入蒸發(fā)器內部的氣液兩相制冷劑進行氣液分離的作用，提高兩相制冷劑的氣 液分離的程度，減小壓降和流速、減小了壓縮機的功率，使得進入蒸發(fā)器中的氣體冷媒大大 的減少，有效地保證進入蒸發(fā)器中的制冷劑盡可能為液態(tài)，提高蒸發(fā)器的換熱能力和換熱 效率。
[0037] 優(yōu)選地，所述氣液分離裝置的所述氣體出口連接至所述壓縮機的進氣口；和/或， 還包括過熱器，所述氣體出口經過所述過熱器過熱后再連至所述壓縮機的進氣口。通過將 氣液分離裝置的氣體出口連接至壓縮機的進氣口，能夠有效地增加進入壓縮機中的氣體冷 媒的流量，提高蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)的制冷量和C0P值，通過設置過熱器并且氣體出口經過所 述過熱器過熱后再連至所述壓縮機的進氣口，能夠提高蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)的制冷量和C0P 值，同時還能夠防止壓縮機的液擊情況的發(fā)生。
[0038]下面介紹一下本發(fā)明的工作原理和優(yōu)選實施例
[0039] 本發(fā)明一種新型氣液分離器裝置，本裝置用于蒸汽壓縮系統(tǒng)中，節(jié)流機構與蒸發(fā) 器之間，通過本裝置可以實現(xiàn)節(jié)流后制冷劑氣體的自動高效分離，并且有分離出氣體的回 路，通過本回路可將氣體引回壓縮機吸氣口或者蒸發(fā)器的分支。另一路液路可直接進入蒸 發(fā)器管路中，實現(xiàn)高效的換熱。。
[0040] 解決的技術問題：
[0041] 1、氣態(tài)制冷劑在干式蒸發(fā)器管路中高速流動造成的蒸發(fā)器壓降偏大。
[0042] 2.氣態(tài)制冷劑在干式蒸發(fā)器管路中阻止了液態(tài)制冷劑與換熱管壁的接觸，增大了 熱阻，降低了蒸發(fā)器的換熱效率。
[0043] 有益效果：
[0044]降低了干式蒸發(fā)器中制冷劑的流速，減小了壓降，間接的減小了壓縮機的功率，從 而提升機組的性能。
[0045] 通過減小蒸發(fā)器的熱阻，提高了蒸發(fā)器的換熱效率，可減小蒸發(fā)器的面積，節(jié)省材 料。
[0046] 特殊的檔氣板與漏液板的結構實現(xiàn)液態(tài)制冷劑與氣態(tài)制冷劑的高效分離。
[0047] 如圖2-3所示:節(jié)流后的制冷劑通過兩相制冷劑進口進入筒體1，在筒體1中擴壓降 速，在擋氣板6和漏液板5的作用下，液體制冷劑通過漏液板5的孔沉積在筒體1的最低端，氣 體在擋氣板與漏液板后在過濾裝置7中過濾，進一步將液態(tài)制冷劑過濾下來，氣態(tài)制冷劑通 過筒體的上部氣體出口 3排出。
[0048] 本裝置用于蒸汽壓縮系統(tǒng)中，節(jié)流機構與蒸發(fā)器之間，通過本裝置可以實現(xiàn)節(jié)流 后制冷劑氣體的自動高效分離，并且有分離出氣體的回路，通過本回路可將氣體引回壓縮 機吸氣口或者蒸發(fā)器的分支。另一路液路可直接進入蒸發(fā)器管路中，實現(xiàn)高效的換熱。
[0049] 本新型氣液分離器裝置用于蒸汽壓縮循環(huán)系統(tǒng)中，制冷劑在冷凝器中經過冷凝后 成為高壓的液態(tài)，經過節(jié)流閥的節(jié)流作用變成氣液兩相態(tài)。氣態(tài)制冷劑會減弱液體制冷劑 在蒸發(fā)器中的蒸發(fā)作用。從而影響整個制冷系統(tǒng)的高效運轉，通過本裝置，可將經過節(jié)流后 的兩相制冷劑中的氣態(tài)制冷劑從系統(tǒng)中分離出來，從而避免氣態(tài)制冷劑對液態(tài)制冷劑在蒸 發(fā)器中的蒸發(fā)產生影響。實現(xiàn)節(jié)流后的兩相流體的分離，能夠保證進入蒸發(fā)管路都為液態(tài) 制冷劑，能夠實現(xiàn)更高效的換熱，與此同時可將分離出來的氣態(tài)制冷劑通過其他管路回到 壓縮機機吸氣口，或者通過單獨的蒸發(fā)器回路進行過熱后再回到壓縮機進口。
[0050] 筒體的形狀可根據(jù)實際情況和需要進行任意改變，接管位置也可根據(jù)實際情況和 需要進行任意改變。
[0051] 本領域的技術人員容易理解的是，在不沖突的前提下，上述各有利方式可以自由 地組合、疊加。
[0052]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。以 上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不 脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本 發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1. 一種氣液分離裝置，其特征在于：包括中空的筒體（1)及設置于筒體（1)上的進口 (2)、氣體出口（3)和液體出口（4)，W及設于該筒體（1)內部的氣液分離部件，所述筒體（1) 包括大致沿水平方向布置的進口段（11)、出口段（12)和連接于二者間的分離段（13)，該Ξ 段結構均為回轉體形狀、且Ξ個回轉中屯、線連線成，，型，所述進口段（11)的回轉中 屯、高度位置低于所述出口段(12)的回轉中屯、高度位置。2. 根據(jù)權利要求1所述的氣液分離裝置，其特征在于:所述氣體出口（3)設置在所述出 口段(12)上部的位置、所述液體出口（4)設置于所述進口段(11)下部的位置。3. 根據(jù)權利要求1-2之一所述的氣液分離裝置，其特征在于:所述進口（2)設置于所述 進口段（11)的端面上，所述氣液分離部件包括設置在所述筒體(1)的中空內腔中、且高度位 置低于所述進口（2)的漏液板(5)。4. 根據(jù)權利要求3所述的氣液分離裝置，其特征在于:所述氣液分離部件還包括設置在 所述筒體(1)的中空內腔中、且高度位置高于所述進口（2)的擋氣板(6)。5. 根據(jù)權利要求4所述的氣液分離裝置，其特征在于:所述漏液板(5)和所述擋氣板(6) 均為一端固定于所述進口段(11)上、另一端朝著所述出口段（12)的方向進行延伸的形式而 設置。6. 根據(jù)權利要求1-5之一所述的氣液分離裝置，其特征在于:所述氣液分離部件還包括 設置在所述筒體(1)的中空內腔中、用于對冷媒介質進行過濾和/或進一步氣液分離的過濾 裝置(7)。7. 根據(jù)權利要求6所述的氣液分離裝置，其特征在于:所述過濾裝置(7)為過濾網的結 構形式，且設置并連接于所述出口段(12)的上端面和下端面之間。8. 根據(jù)權利要求1-7之一所述的氣液分離裝置，其特征在于:所述進口（2)設置于所述 進口段（11)端面上靠近其中部的位置;和/或，所述液體出口（4)設置于所述進口段（11)底 部的位置;和/或，所述氣體出口（3)設置于所述出口段(12)的端面上靠近其頂部的位置。9. 一種蒸汽循環(huán)壓縮系統(tǒng)，包括蒸發(fā)器、節(jié)流裝置及壓縮機，其特征在于:還包括權利 要求1-8之一所述的氣液分離裝置，且所述氣液分離裝置設置于所述節(jié)流裝置和所述蒸發(fā) 器之間的冷媒管路上。10. 根據(jù)權利要求9所述的蒸汽循環(huán)壓縮系統(tǒng)，其特征在于:所述氣液分離裝置的所述 氣體出口連接至所述壓縮機的進氣口；和/或，還包括過熱器，所述氣體出口經過所述過熱 器過熱后再連至所述壓縮機的進氣口。
【文檔編號】F25B43/00GK105937820SQ201610407564
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年6月8日
【發(fā)明人】張丙, 羅熾亮, 龍忠鏗, 陳耿松, 李瑩, 吳宏擇
【申請人】珠海格力電器股份有限公司