[发明专利]带回热功能的气液分离器及其应用在空调机组中的方法

说明书

技术领域

本发明涉及空调领域，更具体而言，涉及一种带回热功能的气液分离器，所述带回热功能的气液分离器可安装在蒸发器与压缩机之间，用于提高风冷热泵空调机组的能效。本发明还涉及带回热功能的气液分离器应用在空调机组中的方法。

背景技术

目前，空调机组在我国用电负荷中占有相当高的比例，因此对空调产品的能效提升已经迫在眉睫。风冷热泵空调机组因为使用地区范围广、安装使用方便等优点而得到广泛应用，但是如何提升风冷热泵空调机组的能效，尤其是风冷热泵空调机组在较寒冷地区冬季制热效果不好、制热量不足及效率低下等问题，是需要解决的一个重要课题。

在实践中，衡量一个空调产品是否节能，往往是通过测定其制冷/制热性能系数COP值（即，能效指标）来进行判定的。众所周知，如果需要在风冷热泵空调机组的制冷/制热循环中获得较大的COP值，可以有两三种方式，一者是在单位制冷量/制热量不变的情况下，减少压缩机在压缩过程的功率耗率；二者是在压缩机的功率消耗不变的情况下，增加单位制冷量/制热量；三者，在增加单位制冷量/制热量的同时，减少压缩机的功率消耗。然而，减少压缩机的功率消耗来获得较大的COP值往往比较困难，所以在现有技术中大多采取的是增加单位制冷量/制热量来实现较大的COP值。增加风冷热泵空调机组的单位制冷量/制热量，可以通过降低冷凝温度、提高蒸发温度来实现，然而降低冷凝温度和提高蒸发温度需要增加换热器的换热面积，而增加换热器的换热面积需要使换热器容积增大，这样一来，不仅需要向空调机组中充注更多的冷媒，同时大大增加了制造成本。

另一方面，较之降低冷凝温度和提高蒸发温度来增加单位制冷量/制热量的方式，采取对冷凝饱和液体过冷的方式往往比较经济和可行。在现有的制冷技术中，对过冷凝饱和液体的过冷往往是通过增大冷凝器的换热面积、或者在冷凝器后增加常规的经济器、回热器来实现的。为了使压缩机不会因带液而产生液击，需要使从蒸发器排出的气体具有一定的过热度，所以一般空调机组会通过增加蒸发器的换热面积或使用回热器来提高气体的过热度，而且一般风冷热泵空调机组都会设置气液分离器来保证空调机组在除霜等恶劣工况下不会带液；采用常规回热器的空调机组虽然增加了过冷度也提高了过热度，但是现有的回热装置会增加压缩机回气的阻力，从而使压缩机的功率消耗增加。在以上的常规技术中，不管是采取增大换热器的换热面积，还是采用常规的经济器和回热器，均会带来空调机组体积过大、管路复杂、制造成本增加且能效提升不明显等问题，因而无法真正达到节能和成本优化的目的。

因此，有必要研发一种气液分离器，使其能够避免现有技术中存在的上述问题。

发明内容

有鉴于现有技术中的上述缺陷，本发明的目的在于提出了一种用于风冷热泵空调机组的带回热功能的气液分离器，该气液分离器安装在蒸发器和压缩机之间，包括液体过冷通路和气体过热通路两个部分。在过冷通路中，温度较高的冷凝液体通过跟过热通路中温度较低的气体进行热量交换，实现液体的过冷和气体的过热。由于借用了原有气液分离器中较大的空间，既实现了回热功能，又没有增加压缩机的回气阻力，压缩机耗功没有增加。经过多次试验验证，在不改变原有空调机组的压缩机和换热器的情况下，采用根据本发明的带回热功能的气液分离器的风冷热泵空调机组运行平稳可靠，制冷量和制热量有所增大，空调机组的能效明显提高，而且压缩机完全无带液现象。

根据本发明的一个方案，提出了一种带回热功能的气液分离器，其特征在于，所述气液分离器包括过热通路和过冷通路，所述过热通路具有将制冷剂蒸汽引入所述气液分离器内的进气管和将制冷剂蒸汽排出所述气液分离器的出气管，所述过冷通路具有位于所述气液分离器内的一个或多个过冷管，制冷剂液体流过所述过冷管并与引入所述气液分离器内的制冷剂蒸汽进行热交换。

优选地，所述过冷通路还具有：均液管，所述过冷管的一端连接到所述均液管，在所述均液管内设有液体分配空间，从而将引入所述均液管的制冷剂液体分配到所述过冷管；在所述均液管上设有引入制冷剂液体的进液管；集液管，所述过冷管的另一端连接到所述集液管，在所述集液管内设有液体收集空间，在所述集液管上设有排出制冷剂液体的出液管。

优选地，所述进液管被设置为靠近所述均液管的上端，所述出液管被设置为靠近所述集液管的下端。

优选地，在所述均液管和所述集液管上对应于所述过冷管分别设有相应数量的连通孔，所述过冷管的两端分别连接到所述均液管和所述集液管上的对应的连通孔中。

优选地，所述出气管为U形管结构，而且在所述U形管结构的底部设有一个或多个回液孔。