CN103438623B - 一种带均液装置的热泵热水机及均液方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带均液装置的热泵热水机，膨胀阀与分离均液器连接，进液管设在分离均液器的筒身顶部；分离均液器包括筒身、筒身顶部的出气口和筒身底部的均液器，筒身内嵌有隔板，隔板上设有均匀分布的小孔；均液器由导流孔套和套接在导流孔套外的均液套组成；套接时，均液套上半部的节流孔位于导流孔套底部圆孔的外缘；均液套的下半部为分流毛细管；出气口与气液分离器连接，平衡管和感温包安装在气液分离器的出口；分离均液器通过分流毛细管与翅片蒸发器连接。还提供了一种均液方法。本发明通过采用分离均液器，采用变流、喷射、节流技术，能有效地保证从分离均液器出来的制冷剂均匀，从而使热泵热水机的蒸发器蒸发完全，提高制冷能力。

Description

一种带均液装置的热泵热水机及均液方法

技术领域

本发明涉及热泵热水机领域，具体涉及一种具有均液装置的热泵热水机上，以及均液方法。

背景技术

热泵热水机一年四季都需要制取热水，如何让蒸发器充分取得外界热量尤其重要。蒸发效果好坏与分配到蒸发器中的制冷剂量有很大的关系。分液器组件在蒸发器中承担着对制冷剂均匀分配的重要任务，如果分液器组件分配不均，会使一些分路制冷剂过多，使蒸发器结霜，结果蒸发不完全，带液流出蒸发器；有些制冷剂过少，不能充分利用蒸发器传热面积，总体表现是，制冷能力下降，可能造成吸气带液，严重影响制冷***性能及可靠性。所以如何改善分液器组件的性能，是提高整个制冷***中一个重要问题。此外，现有的热泵热水机也存在蒸发效果不好，温度不稳定的问题。

制冷剂经过膨胀阀后的流程如下：

制冷剂经过膨胀阀后，压力下降，那制冷剂或多或少会蒸发掉一部，分成为气体，那么在重力及闪发气体的影响下，这些液体和气体的混合物会流向阻力小的地方，所以普通的分液器不能均匀分配制冷剂气液混合物，因此需要特殊结构在分配前对制冷剂做些处理。同时蒸发负荷不均匀也影响分液器的分液，这主要是气流流过换热器的不均匀或蒸发器加工一致性不好造成的。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是提供一种带均液装置的热泵热水机，同时还提供一种均液方法。

本发明的技术方案是：

一种带均液装置的热泵热水机，包括膨胀阀、与之连接的分离均液器，以及与膨胀阀连接的平衡管和感温包，其特征在于：所述膨胀阀通过一根进液管与所述分离均液器连接，所述进液管伸入所述分离均液器的筒身顶部，从筒身顶部喷液；

所述分离均液器包括筒身、筒身顶部的出气口和筒身底部的均液器，筒身内在所述进液管的下方嵌有隔板，所述隔板上设有均匀分布的小孔；所述均液器由一个导流孔套和套接在所述导流孔套外的均液套组成，所述均液套内径大小与所述导流孔套外径大小相适应；所述导流孔套底部设有一个圆孔，所述均液套上半部设有均匀分布的节流孔，当导流孔套与均液套套接时，所述节流孔位于所述圆孔的外缘；所述均液套的下半部为分流毛细管；

所述出气口与气液分离器连接，所述平衡管和感温包安装在所述气液分离器的出口；所述分离均液器通过所述分流毛细管与翅片蒸发器连接。

其中，在本发明的热泵热水机中，所述均液套的上半部中央设有一个凸起的圆锥体，所述节流孔均匀分布在圆锥体外缘；当所述导流孔套套接在所述均液套上时，所述导流孔套底部的圆孔套接在所述均液套的圆锥体上；

其中，所述隔板呈漏斗型。

或者，所述隔板位于筒身的中部以下位置。

其中，所述隔板上的小孔以隔板中心为圆心，呈放射状分布。隔板上的小孔以隔板中心为圆心，小孔从圆心到圆周呈一条直线状，然后这些直线等分整个圆，组成若干个扇形。扇形的夹角大小可以根据需要调节。

其中，所述节流孔为4-12个。

其中，所述膨胀阀为外平衡式的热力膨胀阀。

本发明还提供了一种热泵热水机均液方法，该方法包括：

a.从膨胀阀出来的气液两态制冷剂进入分离均液器，通过进液管喷射在分离均液器的顶部，气液产生分离后，气体通过分离均液器顶部的出气口，进入气液分离器；

b.气液产生分离后，液体制冷剂向下通过隔板进行二次分离，到达分离均液器的导流孔套，先轻微收缩，速度增加，压力减小，到达最窄处时达到最大值，之后减速扩压，再流入均液套上的节流孔，进一步流入分流毛细管中，进入翅片蒸发器。

根据本发明的热泵热水机均液方法，优选的是，所述均液套的上半部中央设有一个凸起的圆锥体，所述节流孔均匀分布在圆锥体外缘，液体制冷剂从导流孔套流出后，减速扩压，制冷剂喷入均液器腔体锥体上，再流入均液套上的节流孔，进一步流入分流毛细管中，进入翅片蒸发器。

本发明的有益效果是：

1、采用分离均液技术，将从膨胀阀出来的气液两态制冷剂进行分离，气液混和到一起是引起分液不均的最大因素，将气体分离出来后，分液均匀性会得到质的提高。气态制冷剂也也能在翅片换热器里有效换热。

2、将分离均液器中的气体直接进汽液分离器，可以提高机组的补气量，提高热泵热水机的制热量，降低机组的排气温度，提高了产品的安全性能。

3、分离均液器中设有导流孔套、等分圆锥体、均分节流孔，此分离均液器采用变流、喷射、节流技术，能有效地保证从分离均液器出来的制冷剂均匀。

4、分离均液器进管直接喷液在顶端进行初次气液分离，再通过漏斗形隔板进行二次气液分离，可以将出膨胀阀的制冷剂气体和液体充分分离出来。

5、常规的热泵热水机厂家将膨胀阀上的平衡管和感温包都装在翅片换热器出口，而此***将膨胀阀的平衡管和感温包装在汽液分离器的出口，这样就可以避免在翅片换热部分管路蒸发效果不好时，出集气管带液的现象，从而引起出蒸发器的温度不稳定，膨胀开度也不停调节的故障现象，影响产品正常制热效果。

本发明液器中设有导流孔套、等分圆锥体、均分节流孔，此均液器采用变流、喷射、节流技术，能有效地保证从分离均液器出来的制冷剂均匀。

分离均液器进管直接喷液在顶端进行初次气液分离，再通过漏斗形隔板进行二次气液分离，可以将出膨胀阀的制冷剂气体和液体充分分离出来。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明分离均液器的整体结构示意图。

图3是图2中隔板的俯视图。

图4是图2中均液器的结构示意图。

图5是图4中均液器中导流孔套的结构图。

图6是图5中导流孔套的剖视图。

图7是均液器中均液套上部的俯视图。

1-分离均液器，2-膨胀阀，3-翅片蒸发器，4-气液分离器，5-感温包，6-平衡管，7-压缩机，8-四通阀，9-水冷冷凝器，10-筒身，11-进液管，12-出气口，13-隔板，14-均液器，15-导流孔套，16-均液套，17-圆锥体，18-小孔，19-分流毛细管，20-节流孔。

具体实施方式

下面结合附图说明一下本发明的具体实施方式。

如图1所示，一种带均液装置的热泵热水机，包括分离均液器1、膨胀阀2、气液分离器4、压缩机7、水冷冷凝器9、四通阀8和翅片蒸发器3。膨胀阀2通过一根进液管11与所述分离均液器1连接，所述进液管11伸入所述分离均液器1的筒身10顶部，从筒身10顶部喷液。

如图2所示，分离均液器1包括筒身10、筒身顶部的出气口12和筒身底部的均液器14，筒身内在所述进液管11的下方嵌有隔板13，所述隔板13上设有均匀分布的小孔18；均液器14由一个导流孔套15和套接在所述导流孔套外的均液套16组成，均液套16内径大小与所述导流孔套15外径大小相适应；导流孔套底部设有一个圆孔，均液套上半部设有均匀分布的节流孔20，当导流孔套与均液套套接时，节流孔20位于所述圆孔的外缘；所述均液套16的下半部为分流毛细管19。出气口12与气液分离器4连接，所述平衡管6和感温包5安装在所述气液分离器4的出口；所述分离均液器1通过所述分流毛细管19与翅片蒸发器3连接。

在一个优选的实施方式中，所述均液套16的上半部中央设有一个凸起的圆锥体17，节流孔20均匀分布在圆锥体17外缘；当所述导流孔套15套接在均液套16上时，导流孔套15底部的圆孔套接在均液套16的圆锥体17上.

本发明热泵热水机均液方法是：

a.从膨胀阀出来的气液两态制冷剂进入分离均液器，通过进液管喷射在分离均液器的顶部，气液产生分离后，气体通过分离均液器顶部的出气口，进入气液分离器；

b.气液产生分离后，液体制冷剂向下通过隔板进行二次分离，到达分离均液器的导流孔套，先轻微收缩，速度增加，压力减小，到达最窄处时达到最大值，之后减速扩压，再流入均液套上的节流孔，进一步流入分流毛细管中，进入翅片蒸发器。

在均液套设有圆锥体的情况下，气液产生分离后，再通过隔板进行二次分离，液态制冷剂到达导流孔套，先轻微收缩，速度增加，压力减小，到达最窄处时达到最大值，之后减速扩压，象喷嘴一样，制冷剂喷入均液器腔体锥体上，因为压力较大，制冷剂流速也较快，所以比较均匀；再流入6个节流孔，进入分流毛细管到去翅片换热器。节流孔的数目可以根据需要设置。

本发明的分离均液器的基本工作流程是：

本发明采用汽液分离技术，将从热泵热水机膨胀阀出来的气液两态制冷剂通过进液管11引入分离均液器1进行分离，进液管11设在分离均液器1顶端，直接喷液，气体通过筒身10顶部的出气口12排出，进入下一道工序；液体通过分离均液器中筒身10中的隔板13上的小孔18（见图3），继续到达底部的均液器14，均液器14的结构见图4，导流孔套15的结构见图5和图6。导流孔套是一个两头为圆孔的结构，其中上圆孔的直径大于下圆孔的直径（如图5、6所示），而且，下圆孔以上一部分为一倒圆台形结构（见图6中a处所示），呈一定锥度，图5中截面图的梯形结构即表示这个倒圆台结构。在进入均液器14的液体流经导流孔套15，从导流孔套15的圆孔流到均液套16中，均液套16设有圆锥体结构，圆锥体17周围均匀分布有节流孔20（见图7），从导流孔套15的圆孔中流出的液体经过圆锥体17的缓冲、流转，进一步经过节流孔20，流向均液套下部的分流毛细管19，进入下一道工序。经过分离均液器1的分离和均液，可以将出膨胀阀2的制冷剂气体和液体充分分离出来。

在另一个实施方式中，所述隔板呈漏斗型。隔板上的小孔以隔板中心为圆心，呈放射状分布。隔板上的小孔以隔板中心为圆心，小孔从圆心到圆周呈一条直线状，然后这些直线等分整个圆，组成若干个扇形（如图3所示）。扇形的夹角大小可以根据需要调节，如可以根据需要弄成12个扇形、16个扇形、20个扇形等。

本发明通过合理设置均液装置，分离均液器顶部气管将气态制冷剂直接送到气液分离器，有效分离了气液状态的制冷剂，采用变流、喷射、节流技术，能有效地保证从分离均液器出来的制冷剂均匀，从而使热泵热水机的蒸发器蒸发完全，提高制冷能力。提高压缩机的吸气量，提高热泵热水机的制热量，降低机组的排气温度，提高了产品的安全性能。将膨胀阀的平衡管和感温包装在汽液分离器的出口，这样就可以避免在翅片换热部分管路蒸发效果不好时，出集气管带液的现象，蒸发器温度稳定，保证产品正常制热效果。

Claims (9)

1.一种带均液装置的热泵热水机，包括膨胀阀、与之连接的分离均液器，以及与膨胀阀连接的平衡管和感温包，其特征在于：所述膨胀阀通过一根进液管与所述分离均液器连接，所述进液管伸入所述分离均液器的筒身顶部，从筒身顶部喷液；

所述分离均液器包括筒身、筒身顶部的出气口和筒身底部的均液器，筒身内在所述进液管的下方嵌有隔板，所述隔板上设有均匀分布的小孔；所述均液器由一个导流孔套和套接在所述导流孔套外的均液套组成，所述均液套内径大小与所述导流孔套外径大小相适应；所述导流孔套底部设有一个圆孔，所述均液套上半部设有均匀分布的节流孔，当导流孔套与均液套套接时，所述节流孔位于所述圆孔的外缘；所述均液套的下半部为分流毛细管；

所述出气口与气液分离器连接，所述平衡管和感温包安装在所述气液分离器的出口；所述分离均液器通过所述分流毛细管与翅片蒸发器连接。

2.根据权利要求1所述的一种带均液装置的热泵热水机，其特征在于，所述均液套的上半部中央设有一个凸起的圆锥体，所述节流孔均匀分布在圆锥体外缘；当所述导流孔套套接在所述均液套上时，所述导流孔套底部的圆孔套接在所述均液套的圆锥体上。

3.根据权利要求1所述的一种带均液装置的热泵热水机，其特征在于，所述隔板呈漏斗型。

4.根据权利要求1所述的一种带均液装置的热泵热水机，其特征在于，所述隔板位于筒身的中部以下位置。

5.根据权利要求1所述的一种带均液装置的热泵热水机，其特征在于，所述隔板上的小孔以隔板中心为圆心，呈放射状分布。

6.根据权利要求1所述的一种带均液装置的热泵热水机，其特征在于，所述节流孔为4-12个。

7.根据权利要求1所述的一种带均液装置的热泵热水机，其特征在于，所述膨胀阀为外平衡式的热力膨胀阀。

8.一种热泵热水机均液方法，其特征在于：该方法包括：

a.从膨胀阀出来的气液两态制冷剂进入分离均液器，通过进液管喷射在分离均液器的顶部，气液产生分离后，气体通过分离均液器顶部的出气口，进入气液分离器；

b.气液产生分离后，液体制冷剂向下通过隔板进行二次分离，到达分离均液器的导流孔套，先轻微收缩，速度增加，压力减小，到达最窄处时达到最大值，之后减速扩压，再流入均液套上的节流孔，进一步流入分流毛细管中，进入翅片蒸发器。

9.根据权利要求8所述的一种热泵热水机均液方法，其特征在于，所述均液套的上半部中央设有一个凸起的圆锥体，所述节流孔均匀分布在圆锥体外缘，液体制冷剂从导流孔套流出后，减速扩压，制冷剂喷入均液器腔体锥体上，再流入均液套上的节流孔，进一步流入分流毛细管中，进入翅片蒸发器。