一种提升换热器换热性能的补气增焓热泵空调系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种提升换热器换热性能的补气增焓热泵空调系统，包括补气增焓压缩机、四通阀、室外侧换热器、室内侧换热器、气液分离器、双向螺旋闪蒸器，双向螺旋闪蒸器上段筒体侧壁设置有出气管，下端筒体侧壁设置有延伸至筒体内腔的第一制冷剂进出口管和第二制冷剂进出口管；出气管依次连接第一电磁阀和补气增焓压缩机的补气口，同时还依次连接第二电磁阀和气液分离器，第一制冷剂进出口管依次连接第一膨胀阀和室外侧换热器，第二制冷剂进出口管依次连接第二膨胀阀和室内侧换热器。本实用新型专利技术不仅能够实现制热补气还能实现高温制冷补气，在不需补气的常温制冷工况，闪蒸器用作气液分离器，减小换热器进口制冷剂气相比，提升换热器换热性能。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及到补气增焓的空调系统，具体涉及到一种在不进行补气时，能够改善制冷剂分配均匀性和换热器换热效率的补气增焓热栗空调系统。
技术介绍
现有的热栗空调系统在低温环境运行，依然存在制热能力衰减、制热效率降低、压缩机排气温度升高导致系统运行不可靠等问题，从而限制了热栗空调在北方寒冷地区的推广使用。而补气增焓热栗空调系统由于其良好的低温适应性，被逐渐应用到低温家用空调、汽车空调等领域。微通道换热器由于其紧凑、高效、轻量的特点，被越来越多的应用到热栗空调系统中。但是当微通道换热器作为蒸发器使用时，气液两相的制冷剂会在微通道换热器入口出现制冷剂分配不均，而且气相制冷剂会占据换热器内部的换热面积，从而导致换热器换热能力下降，系统的能效降低。现有的带有闪蒸罐和微通道换热器的补气增焓热栗空调系统，其闪蒸罐具有三个口:气液混合制冷剂入口、液态制冷剂出口、补气出口。由于闪蒸器是单向流动的，对制冷剂的流向有要求，因而只能在制热时进行补气。制热时，液相制冷剂经过一级节流后进入闪蒸器闪蒸后对压缩机进行补气，改善系统的低温制热性能。制冷时，将闪蒸器旁通，制冷剂节流后直接进入蒸发器蒸发换热，但是由于微通道换热器进口制冷剂分配不均性以及气态制冷剂的存在，换热器换热效率降低，空调系统的性能下降。而且补气增焓不仅能提升热栗空调系统的低温制热性能，也能提升空调系统的高温制冷性能，所以当一套热栗空调系统制冷和制热都需要使用闪蒸器进行补气的时候，就涉及到制冷/制热模式的切换问题，此时若要保证闪蒸器流动的单向性，则至少需要另加四个电磁阀进行控制，增大了系统的复杂程度。综上所述，如何将补气增焓应用到热栗空调系统，既能提高低温制热性能，又能提高高温制冷性能以及不补气工况时的性能，同时又保证系统的简洁性，是本领域技术人员急需解决的一个问题。
技术实现思路
本技术旨在提供一种提升换热器换热性能的补气增焓热栗空调系统，既能在低温制热时进行补气，又能在高温制冷时进行补气，同时在不需要补气的工况，将闪蒸器用作气液分离器，改善蒸发器进口的制冷剂分配均匀性以及增大换热效率，进而提升空调能效。针对上述技术问题，本技术提供的技术解决方案是:—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、四通阀、室外侧换热器、室内侧换热器、气液分离器，还包括双向螺旋闪蒸器，所述双向螺旋闪蒸器包括筒体，所述筒体由上而下包括上段筒体、中段筒体和下端筒体，共同组成罐体的工作容积，上段筒体侧壁设置有出气管，下端筒体侧壁设置有延伸至筒体内腔的第一制冷剂进出口管和第二制冷剂进出口管，所述第一制冷剂进出口管和第二制冷剂进出口管插入筒体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位于筒体内液面以下的底部设置有若干第一回油回液孔，所述第二制冷剂进出口管位于筒体内液面以下的底部分别设置有若干第二回油回液孔；所述出气管通过管路依次连接第一电磁阀和补气增焓压缩机的补气口，同时还通过管路依次连接第二电磁阀和气液分离器，所述第二制冷剂进出口管通过管路依次连接第一电子膨胀阀和室外侧换热器，所述第一制冷剂进出口管通过管路依次连接第二电子膨胀阀和室内侧换热器。本方案通过设置双向的螺旋闪蒸器及两条补气支路，即实现了制冷剂在闪蒸器内的双向流通和气液分离，简化系统复杂性，使得系统在高温制冷和低温制热都能进行补气增焓，提升系统性能；同时在无需补气增焓的工况下，亦能将气态制冷剂通过补气支路输送至气液分离器，从而改善蒸发器进口制冷剂分配均匀性以及减少气态制冷剂占据的无效换热面积，提升换热器的换热性能。进一步地，所述第一回油回液孔的数量为2~5个，其流通截面积之和小于等于所述第一制冷剂进出口管通流截面积，所述第二回油回液孔的数量为2~5个，其流通截面积之和小于等于第二制冷剂进出口管的通流截面积，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。进一步地，所述第一制冷剂进出口管位于筒体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一排第一出气孔和一排第一出液孔；所述第二制冷剂进出口管位于筒体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一排第二出气孔和一排第二出液孔，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。进一步地，所述第一出气孔设置在第一制冷剂进出口管的螺旋铜管部内侧斜上角，与水平方向呈30~60°夹角，所述第一出液孔设置在第一制冷剂进出口管的螺旋铜管部外侧斜下角，与水平方向呈30~60°夹角；所述第二出气孔设置在第二制冷剂进出口管的螺旋铜管部内侧斜上角，与水平方向呈30~60°夹角，第二出液孔设置在第二制冷剂进出口管的螺旋铜管部外侧斜下角，与水平方向呈30~60°夹角，本方案通过设置出气孔和出液孔的特殊位置，使气液混合的制冷剂在螺旋管道内通过离心力进行分离，进一步提高制冷剂的气液分离效果。进一步地，所述第一出气孔、第一出液孔、第二出气孔、第二出液孔的数量均为4-10个，本方案所述数量既能满足的液态和气态制冷剂离心分离的目的，同时也不至于增加加工难度和成本。进一步地，所述第一制冷剂进出口管和第二制冷剂进出口管的形状结构相同。进一步地，所述筒体内设置有位于第一制冷剂进出口管和第二制冷剂进出口管的螺旋铜管部上方的闪蒸隔板，所述闪蒸隔板上均匀设置有直径为4~8的气液分离孔，本方案的闪蒸隔板对漂浮的制冷剂液滴可以起到一定的隔断作用，保证出气管中都为气态制冷剂。进一步地，所述闪蒸隔板设置在筒体高度的2/3~4/5处，以保证气液分离的效果。本技术通过设置可双向流动的螺旋闪蒸器，解决了现有补气增焓热栗空调系统对制冷剂的单向流动要求问题，当一套热栗空调系统制冷或制热都需要使用闪蒸器进行补气的时候，无需因保证闪蒸器流动的单向性而另外增加四个电磁阀进行制冷剂流向控制，使得空调系统在制冷/制热模式的切换时，制冷剂可双向的流经闪蒸器，极大的简化了系统的复杂程度、体积和成本。与现有的技术相比，本技术将双向螺旋闪蒸器应用于补气增焓热栗空调系统，由于双向螺旋闪蒸器具有双向流动性，使得补气增焓空调系统得以大大简化，而且本技术的提供的补气增焓热栗空调系统既可以在制热时又可以在制冷时对压缩机进行补气，提升低温制热性能和高温制冷性能；此外在不需要补气的工况，双向螺旋闪蒸器对节流后的混合制冷剂进行气液分离，可将气态制冷剂输入到气液分离器中，从而改善蒸发器进口制冷剂分配均匀性以及减少气态制冷剂占据的无效换热面积，提升换热器的换热性能。【附图说明】图1是本技术的补气增焓热栗空调系统制冷循环原理图。图2是本技术的补气增焓热栗空调系统制热循环原理图。图3是本技术实施例的双向螺旋闪蒸器结构示意图。图4是本技术实施例的第一制冷剂进出口管立体结构示意图。图5是本技术实施例的第二制冷剂进出口管立体结构示意图。图6是本实用当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提升换热器换热性能的补气增焓热泵空调系统，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)，其特征在于：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(1)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(1)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(1)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(1)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(1)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)，所述第二制冷剂进出口管(4)通过管路依次连接第一电子膨胀阀(104)和室外侧换热器(103)，所述第一制冷剂进出口管(3)通过管路依次连接第二电子膨胀阀(106)和室内侧换热器(107)。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：巫江虹，薛志强，史玉红，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东;44