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一种气液分离辅助装置及空调器的制作方法

时间:2022-02-10 阅读: 作者:专利查询

一种气液分离辅助装置及空调器的制作方法

1.本实用新型涉及空调器的技术领域,具体而言,涉及一种气液分离辅助装置及空调器。


背景技术:

2.空调机组在低温环境下运行时,由于换热不良,很容易蒸发不完全,导致低温液态冷媒返回到气液分离器,从而影响整机工作可靠性,尤其是安装不规范追加冷媒超量时,情况更恶劣。
3.现有技术中,通常采用在气液分离器中增加电加热的方式对冷媒进行加热,以提高冷媒的蒸发效率。但是,电加热辅助气液分离的方式,使得气液分离器的结构变得复杂,耗能也增加,从而成本增加。


技术实现要素:

4.本实用新型的第一个目的在于提供一种气液分离辅助装置,以解决现有技术中存在的电加热辅助气液分离的方式,使得气液分离器的结构变得复杂,耗能也增加,从而成本增加的技术问题。
5.本实用新型提供的气液分离辅助装置,应用于空调器,所述气液分离辅助装置包括至少一根热管,所述热管包括蒸发段和冷凝段,所述蒸发段能够设置于所述空调器的压缩机的壳体外侧,用于回收所述压缩机的热量;所述冷凝段能够设置于所述空调器的气液分离器的壳体外侧,用于加热所述气液分离器。
6.本实用新型提供的气液分离辅助装置,能够产生以下有益效果:
7.本实用新型提供的气液分离辅助装置,使用时,将热管的蒸发段设置于空调器压缩机的壳体外侧,冷凝段设置于空调器气液分离器的壳体外侧。压缩机开启运行后,其壳体温度上升,使得蒸发段及蒸发段内的工作介质温度也上升,当温度上升至工作介质的沸点后,工作介质便会蒸发并携带热量向冷凝段流动,到达冷凝段后,高温气体散发热量,为气液分离器加热,气液分离器内的冷媒吸收热量后,蒸发率及蒸发效率均提高。即,本实用新型提供的气液分离辅助装置,回收压缩机的热量,并用于加热气液分离器,提高了气液分离器内冷媒的蒸发率及蒸发效率,且不但未额外增加耗能、节约了成本,还节约了能源、提高了能源利用率。
8.此外,该气液分离辅助装置,设置于压缩机和气液分离器的外部,无需对压缩机或气液分离器的结构做任何改动,即,无需添加任何其他结构或控制系统,即可提高空调器的性能,实现空调器的功能升级。
9.另外,该气液分离辅助装置,还有益于提高压缩机的性能。当空调器处于低温制热模式且稳定运行时,一方面,压缩机的一部分热量被热管回收,使得压缩机内的压缩机油不易气化而随冷媒流动循环;另一方面,气液分离器内的压缩机油由于温度升高,流动性提高,所以容易被冷媒带回压缩机内,即压缩机的回油变好。当空调器处于低温制冷模式且稳
定运行时,热管通过回收压缩机的热量用于气液分离器,能够增加回气过热度,改善回气参数,而由于压缩机的压缩过程可等效为定熵过程,当吸、排气压力参数不变时,初、终状态参数成正比,因此回气温度越高,排气温度越高,从而有助于解决排气过热度不足的问题,提升了压缩机的可靠性。
10.进一步地,所述气液分离辅助装置应用于压缩机最低处低于气液分离器最高处的空调器,所述热管为热虹吸管。
11.该技术方案下,热管采用热虹吸管,管壳内无需设置吸液芯,结构简单。使用时,热管竖直放置,蒸发段在下、冷凝段在上,热管内液态工作介质可以靠重力回流,从而能够有效避免气体回流而影响工作效率。
12.进一步地,所述热管的数量为一根,所述热管为双圈结构,所述蒸发段和所述冷凝段均呈螺旋状,所述蒸发段用于套装于所述压缩机的壳体外侧,所述冷凝段用于套装于所述气液分离器的壳体外侧。
13.该技术方案下,蒸发段绕于压缩机的壳体外侧,与压缩机的接触面积大,吸热效果好;冷凝段绕于气液分离器的壳体外侧,与气液分离器的接触面积大,对气液分离器的加热效果好。
14.进一步地,所述热管的横截面呈矩形,且所述热管处于竖直状态时,其横截面的宽度尺寸小于高度尺寸。
15.该技术方案下,热管呈扁平结构,能够更好地贴合压缩机和气液分离器的壳体表面,从而能够更好地传递热量。
16.进一步地,所述蒸发段与所述压缩机的中部壳体匹配,所述冷凝段与所述气液分离器的底部壳体匹配。
17.该技术方案下,冷凝段内的高温气体能够对气液分离器底部的液态冷媒进行加热,从而能够有效避免液态冷媒留于气液分离器底部的情况。
18.进一步地,所述热管的材质为铜、铝或铁。
19.该技术方案下,热管的材质选择范围广,可根据产品的定位进行选择。
20.进一步地,所述热管内的工作介质处于液态时的总体积不大于所述气液分离器总容积的一半。
21.该技术方案下,保证了工作介质在由液态转化为气态时,对空间的需求,从而能够保证工作介质在热管内正常循环。
22.进一步地,所述热管内,所述工作介质的沸点大于等于30℃且低于所述压缩机稳定运行时的表面温度。
23.该技术方案下,工作介质的沸点大于等于30℃,使得压缩机启动时,热管不会过多地吸收压缩机的热量,从而能够避免影响电加热带对压缩机油的加热,进而能够保证压缩机快速启动;而工作介质的沸点低于压缩机稳定运行时的表面温度,则能够保证在压缩机稳定运行时,热管能够正常地工作。
24.进一步地,所述工作介质为水、丙酮、乙醇、乙烷、氨或汞。
25.该技术方案下,工作介质的可选范围广,至于工作介质在热管内的沸点,可以通过调节热管内的气压,实现对工作介质沸点的调节,例如:在5kpa时,水的沸点为32.874℃,所以,若选取水作为工作介质,建议热管内的绝对气压值为5kpa;对于其它介质所对应的气压
值可以查询《石油化工基础手册》等资料。
26.本实用新型的第二个目的在于提供一种空调器,以解决现有技术中存在的电加热辅助气液分离的方式,使得气液分离器的结构变得复杂,耗能也增加,从而成本增加的技术问题。
27.本实用新型提供的空调器,包括气液分离器、压缩机以及上述的气液分离辅助装置,且所述气液分离辅助装置的热管的蒸发段设置于所述压缩机的壳体外侧,用于回收所述压缩机的热量;所述气液分离辅助装置的热管的冷凝段设置于所述气液分离器的壳体外侧,用于加热所述气液分离器。该空调器具有上述的气液分离辅助装置的全部优点,故在此不再赘述。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
29.图1为本实用新型实施例提供的空调器的局部结构示意图;
30.图2为本实用新型实施例提供的气液分离辅助装置的结构示意图之一;
31.图3为本实用新型实施例提供的气液分离辅助装置的结构示意图之二;
32.图4为水平直热管的工作过程示意图。
33.附图标记说明:
34.100-热管;110-蒸发段;120-冷凝段;200-气液分离器;300-压缩机。
具体实施方式
35.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
36.本实施例提供一种气液分离辅助装置,如图1至图3所示,该气液分离辅助装置应用于空调器,气液分离辅助装置包括至少一根热管100,热管100包括蒸发段110和冷凝段120,蒸发段110能够设置于空调器的压缩机300的壳体外侧,用于回收压缩机300的热量;冷凝段120能够设置于空调器的气液分离器200的壳体外侧,用于加热气液分离器200。
37.本实施例提供的气液分离辅助装置,使用时,将热管100的蒸发段110设置于空调器压缩机300的壳体外侧,冷凝段120设置于空调器气液分离器200的壳体外侧。压缩机300开启运行后,其壳体温度上升,使得蒸发段110及蒸发段110内的工作介质温度也上升,当温度上升至工作介质的沸点后,工作介质便会蒸发并携带热量向冷凝段120流动,到达冷凝段120后,高温气体散发热量,为气液分离器200加热,气液分离器200内的冷媒吸收热量后,蒸发率及蒸发效率均提高。即,本实施例提供的气液分离辅助装置,回收压缩机300的热量,并用于加热气液分离器200,提高了气液分离器200内冷媒的蒸发率及蒸发效率,且不但未额外增加耗能、节约了成本,还节约了能源、提高了能源利用率。
38.此外,该气液分离辅助装置,设置于压缩机300和气液分离器200的外部,无需对压
缩机300或气液分离器200的结构做任何改动,即,无需添加任何其他结构或控制系统,即可提高空调器的性能,实现空调器的功能升级。
39.另外,该气液分离辅助装置,还有益于提高压缩机300的性能。当空调器处于低温制热模式且稳定运行时,一方面,压缩机300的一部分热量被热管100回收,使得压缩机300内的压缩机油不易气化而随冷媒流动循环;另一方面,气液分离器200内的压缩机油由于温度升高,流动性提高,所以容易被冷媒带回压缩机300内,即压缩机300的回油变好。当空调器处于低温制冷模式且稳定运行时,热管100通过回收压缩机300的热量用于气液分离器200,能够增加回气过热度,改善回气参数,而由于压缩机300的压缩过程可等效为定熵过程,当吸、排气压力参数不变时,初、终状态参数成正比,因此回气温度越高,排气温度越高,从而有助于解决排气过热度不足的问题,提升了压缩机300的可靠性。
40.图4为水平直热管的工作过程示意图,从中可以进一步了解本实施例提供的气液分离辅助装置的基本工作过程。图4中,水平直热管的工作过程为:
41.s100,压缩机300启动后,蒸发段110内的工作介质开始回收压缩机300散发的热量;
42.s200,蒸发段110内的液态工作介质气化,并在压强差的作用下向低温区流动;
43.s300,气态工作介质的热量对气液分离器200进行加热,后转化为液态并在压强差和重力的作用下回流;
44.s400,回流的液态工作介质被高温区的压缩机300再次加热,气化后再次向低温区流动,并往复循环。
45.具体地,本实施例中,气液分离辅助装置应用于压缩机最低处低于气液分离器最高处的空调器,热管100为热虹吸管。热管100采用热虹吸管,管壳内无需设置吸液芯,结构简单。使用时,热管100竖直放置,蒸发段110在下、冷凝段120在上,热管100内液态工作介质可以靠重力回流,从而能够有效避免气体回流而影响工作效率。
46.具体地,本实施例中,热管100的数量为一根,热管100为双圈结构,蒸发段110和冷凝段120均呈螺旋状,蒸发段110用于套装于压缩机300的壳体外侧,冷凝段120用于套装于气液分离器200的壳体外侧。此种设置形式下,蒸发段110绕于压缩机300的壳体外侧,与压缩机300的接触面积大,吸热效果好;冷凝段120绕于气液分离器200的壳体外侧,与气液分离器200的接触面积大,对气液分离器200的加热效果好。
47.需要说明的是,在本技术的其他实施例下,热管100不限于为一根,也不限于为双圈结构和螺旋状,例如:热管100的数量还可以为多根,多根热管100的蒸发段110围绕压缩机300的壳体外侧排布,且轴线均与压缩机300的壳体的轴线平行;多根热管100的冷凝段120围绕气液分离器200的壳体外侧排布,且轴线均与气液分离器200的壳体的轴线平行,如此设置,多根热管100分别回收压缩机300的热量并分别对气液分离器200进行加热。
48.具体地,本实施例中,热管100的横截面呈矩形,且热管100处于竖直状态时,其横截面的宽度尺寸小于高度尺寸。此种设置形式下,热管100呈扁平结构,能够更好地贴合压缩机300和气液分离器200的壳体表面,从而能够更好地传递热量。
49.具体地,本实施例中,蒸发段110与压缩机300的中部壳体匹配,冷凝段120与气液分离器200的底部壳体匹配。此种设置形式下,冷凝段120内的高温气体能够对气液分离器200底部的液态冷媒进行加热,从而能够有效避免液态冷媒留于气液分离器200底部的情
况。
50.具体地,本实施例中,热管100的材质为铜、铝或铁。热管100的材质选择范围广,可根据产品的定位进行选择。当然,在本技术的其他实施例中,热管100还可以选用其他导热材质,即只要其能够回收压缩机300的热量并传递至气液分离器200处为气液分离器200加热,本技术对其具体材质可以不作限制。
51.具体地,本实施例中,热管100内的工作介质处于液态时的总体积不大于气液分离器200总容积的一半。工作介质在由液态转化为气态时,体积增大,所以,如此设置保证了工作介质在由液态转化为气态时,对空间的需求,从而能够保证工作介质在热管100内正常循环。
52.具体地,本实施例中,热管100内,工作介质的沸点大于等于30℃且低于压缩机稳定运行时的表面温度。工作介质的沸点大于等于30℃,使得压缩机300启动时,热管100不会过多地吸收压缩机300的热量,从而能够避免影响电加热带对压缩机油的加热,进而能够保证压缩机300正常启动;而工作介质的沸点低于压缩机300稳定运行时的表面温度,则能够保证在压缩机300稳定运行时,热管100能够正常地工作。
53.具体地,本实施例中,工作介质为水、丙酮、乙醇、乙烷、氨或汞。工作介质的可选范围广,至于工作介质在热管100内的沸点,可以通过调节热管100内的气压,实现对工作介质沸点的调节,例如:在5kpa时,水的沸点为32.874℃,所以,若选取水作为工作介质,建议热管100内的绝对气压值为5kpa;对于其它介质所对应的气压值可以查询《石油化工基础手册》等资料。当然,在本技术的其他实施例中,工作介质不限于上述介质,即只要其能够回收压缩机300的热量并为气液分离器200加热,本技术对工作介质的选择可以不作限制。
54.本实施例还提供一种空调器,包括气液分离器200、压缩机300以及上述的气液分离辅助装置,且气液分离辅助装置的热管100的蒸发段110设置于压缩机300的壳体外侧,用于回收压缩机300的热量;气液分离辅助装置的热管100的冷凝段120设置于气液分离器200的壳体外侧,用于加热气液分离器200。
55.最后,还需要说明的是,在本文中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
56.对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本实用新型将不会被限制于本文所示的实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。