气液分离器及制冷系统、热泵系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明特别涉及一种气液分离器及包含该气液分离器的制冷系统、热泵系统。
【背景技术】
[0002] 在现代工业和日常生活，人类社会已经离不开了制冷或热泵装置，然而在现有的 制冷或热泵系统中，由于蒸发器是存在多流路的，使得节流阀出来的两相制冷剂流体很容 易在蒸发器不同的流道中分配不均匀，这严重响应了蒸发器的换热效率，尽管目前通过优 化蒸发器进口结构或气液分配器结构，使得该问题有所改善，当由于蒸发器入口制冷剂为 气液两相使得均匀分配很困难，因此蒸发器入口制冷剂均匀分配依然是一个挑战。而采用 气液分离器将制冷剂中的气液两相进行分离，使得气相直接进入压缩器，液相进入蒸发器， 这样可以保证蒸发器各个流路分流均匀。
[0003] 气液分离器是一种用于气液分离的装置，工业中最常用的是重力沉降分离和离心 力分离两种气液分离方法。重力沉降分离方法是根据气体与液体的密度不同，液体在与气 体一起流动时，液体会受到重力的作用向下运动，而气体仍然朝着原来的方向流动，也就是 利用液体与气体在重力场中有分离的倾向，向下的液体附着在壁面上汇集在一起通过排放 管排出。重力沉降分离方法的设计简单，设备制作简单，阻力小，但是这种方法的分离效率 低，设备体积庞大，占用空间多。离心力分离方法是根据气体与液体的密度不同，液体与气 体混合一起螺旋流动时，液体受到的离心力大于气体，液体有离心分离的倾向，液体附着 在分离壁面上，再通过重力的作用向下汇集，通过排放管排出。离心力分离方法的分离效率 要比重力沉降分离方法的高，体积比重力沉降分离方法的装置减小很多，并且离心分离结 构可以用在压力容器内，工作稳定。但是目前市面上的气液分离器均是采用单层壳体内设 置环形管，制冷剂在环形管中分离，但是这种分离方式一旦制冷剂超过气液混合物规定流 速后，分离效率就会急剧下降，
【发明内容】
[0004] 有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一个适用于高流 速的气液分离器。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供了一种气液分离器，包括分离器壳体，分离器壳体内 设有螺旋管，该螺旋管的下端伸出分离器壳体外，该螺旋管的上端开口，且在该螺旋管的管 壁外侧开设有液相孔。
[0006] 采用上述结构的气液分离器，制冷剂从螺旋管的下端通入，通过压差在螺旋管中 向上流动，在流动的过程中由于液体的离心力较大，从螺旋管外壁上开设的液相孔中喷出， 最终汇聚到分离器壳体的底部，而气体位于螺旋管中心，最终从螺旋管的上端喷出，最终汇 聚到分离器壳体的顶部。
[0007] 作为优选，螺旋管内设有内筒，该内筒的上端伸出螺旋管上方，内筒为中空结构， 该内筒的筒壁上开设有气相孔，且该内筒的顶端外翻延伸至分离器壳体内壁。分离出的气 体可经由气相孔进入到内筒中，而液体无法经由气相孔进入到内筒中，从而将分离出的气 体和液体隔开。
[0008] 作为优选，为了防止部分液体在飞溅过程中进入到内筒，内筒内设有中心筒，中心 筒为中空结构，该中心筒的顶端延伸至内筒内壁，且该中心筒的筒壁上开设有二次分离气 相孔。通过二次分离气相孔的再次隔离，将气体和液体彻底分开。
[0009] 作为优选，中心筒为上宽下窄的锥形结构，该中心筒的顶端连接至内筒内壁顶部， 该中心筒的下端连接至内筒的底部。
[0010] 中心筒的下端与内筒的下端设有相通的开口，该开口将中心筒的内部空间与内筒 的下部空间连通。若是最终有液体通过了二次分离气相孔进入到中心筒内部，将会沿这中 心筒的锥面向下流动，最终流出内筒。
[0011] 作为优选，内筒的上方设有分层隔板，该分层隔板将内筒上方空间分隔为上下两 部分，且该分层隔板的边缘开有连接上下两部分的气孔。分层隔板起到最后一次隔离的作 用，气体从气孔中汇聚到分层隔板上方，而液体无法通过。
[0012] 作为优选，即使有液体在飞溅过程中喷出中心筒的二次分离气相孔喷入到分层隔 板上，由于分层隔板的中部向上凸起，在分层隔板的下方形成开口向下的腔体。气体能够 转向流动到边缘的气孔中，而液体就顺着腔体的边缘向下滴落。
[0013] 一种制冷系统，包括气液分离器，气液分离器的进液端与冷凝器的出液端相连，该 气液分离器的液相出口与蒸发器的进液端相连，该蒸发器的出口端连接到压缩机的进口 端，且气液分离器的气相出口直接与压缩机的进口端相连，压缩机的出口连接到冷凝器进 液端。
[0014] 在制冷中蒸发器入口前安装气液分离器，分离出来的气相通过旁路直接进入压缩 器；液相进入蒸发器，使得蒸发各个流路制冷剂分配均匀，换热效率更高，而且由于流量的 减少，蒸发器的阻力压降更小，这样蒸发器的综合性能更高。
[0015] -种热泵系统，包括两个气液分离器，分别是第一气液分离器和第二气液分离器， 第一气液分离器的液相出口与第一换热器的第一端口相连，第一换热器的第二端口和第一 气液分离器的气相出口均连接到四通阀的第一端口；
[0016] 第二气液分离器的液相出口和第二换热器的第一端口相连，该第二换热器的第二 端口和第二气液分离器的气相出口连接到四通阀的第二端口；
[0017] 四通阀的第三端口和第四端口分别与热泵压缩机的两端相连；
[0018] 第一换热器的第一端口还与第一单向阀的进口端相连，该第一单向阀的出口端和 第一气液分离器的进口端均连接到节流阀的其中一端；
[0019] 第二换热器的第二端口还与第二单向阀的进口端相连，该第二单向阀的出口端和 第二气液分离器的进口端均连接到节流阀的另一端。
[0020] 在制冷时，由热泵压缩机排出的高压蒸汽，经四通阀进入第一换热器，此时第一换 热器作冷凝器用，在第一换热器中制冷剂蒸汽被冷凝成液体，先经过单向阀，然后流经节流 阀进入第二气液分离器中，分离出来的气相通过旁路，进过四通阀后直接进入压缩器，分离 出的液相进入第二换热器，此时第二换热器作蒸发器器用，液相制冷剂在第二换热器中吸 热，将室内空气冷却，蒸发后的制冷剂蒸汽，经四通阀后被压缩机吸入，这样周而复始，实现 制冷循环。