CN103673431A - 补气用混合器、压缩机及空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种补气用混合器、压缩机及空调系统，该补气用混合器包括：壳体，包括相对设置的顶壁和底壁以及连接顶壁和底壁的侧壁；壳体上开设有第一进口、第二进口和出口，第二进口设置在第一进口的下方；出气管，穿设在壳体上的出口处，出气管的第一端穿出壳体并向外延伸形成外延段，出气管的第二端向壳体内部延伸形成内延段。本发明的补气用混合器可以提高带液补气与压缩机低压缸排气的混合效果，进而提高压缩机效率，降低排气温度。

Description

补气用混合器、压缩机及空调系统

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体而言，涉及一种补气用混合器、压缩机及空调系统。

背景技术

在现有技术中，制冷空调领域中双级或准二级压缩补气增焓技术的应用日趋广泛，这主要得益于补气增焓技术对提高空调系统能力和能效有较为显著的效果。补气增焓通过将一定中间压力和比例的制冷剂喷入压缩机的压缩过程中，从而提高容积制冷量和降低压缩机比功。补气增焓技术有闪发器系统和中间换热器（经济器）系统两种应用形式，其中在经济器系统中，补入压缩机的制冷剂可以为具有一定干度的气液两相混合物，有利于降低压缩机排气温度，但若补充的气液两相混合物的干度过低则又将降低压缩机可靠性，因此有必要在补气口位置处设置一个补气用混合器以确保不会有过量的液体进入压缩机从而对压缩机的可靠性造成影响。但是现有技术中的补气混合器的混合效率不高，造成部分带液补气的浪费。

发明内容

本发明旨在提供一种补气用混合器、压缩机及空调系统，以解决现有中补气用混合器的混合效率差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种补气用混合器，包括：壳体，包括相对设置的顶壁和底壁以及连接顶壁和底壁的侧壁；壳体上开设有第一进口、第二进口和出口，第二进口设置在第一进口的下方；出气管，穿设在壳体上的出口处，出气管的第一端穿出壳体并向外延伸形成外延段，出气管的第二端向壳体内部延伸形成内延段。

进一步地，第二进口的轴线垂直并偏离壳体的轴线。

进一步地，第一进口设置在壳体的侧壁或底壁上，第二进口设置在壳体的侧壁或底壁上，第一进口和第二进口在补气用混合器的横截面内的投影呈中心对称设置。

进一步地，第二进口设置在第一进口和出口之间。

进一步地，第一进口与第二进口均位于壳体的下半部。

进一步地，第一进口设置在顶壁上，出口设置在底壁上，第一进口和出口相对设置，第二进口设置在侧壁上。

进一步地，混合器还包括隔板，隔板设置在出气管的第二端与第一进口之间，隔板上开设有透气孔。

进一步地，隔板包括隔板本体和凸起，透气孔开设在隔板本体上，凸起设置在隔板本体上侧对应第一进口的位置。

进一步地，隔板下侧形成对应于出气管的第二端的凹腔部。

进一步地，透气孔为多个圆孔，多个圆孔均匀地排列在隔板本体上。

进一步地，隔板本体与侧壁之间形成锐角夹角。

进一步地，透气孔呈弧形，弧形透气孔的内边沿呈锯齿状。

进一步地，多个弧形透气孔分布在不同的圆周上，在相邻的两个圆周中，弧形透气孔在内侧圆周的位置对应于弧形透气孔在外侧圆周的间隔位置。

根据本发明的另一方面，提供了一种压缩机，包括压缩机本体，包括：外壳体，外壳体上设置有进气孔和排气孔；低压缸，设置在外壳体内，低压缸具有第二进气口和排气口；高压缸，设置在外壳体内，高压缸具有进气口和出气口；气液分离器，与压缩机的进气口连通；补气用混合器，补气用混合器为上述的任一项的补气用混合器，补气用混合器的第二进口与低压缸的排气口连通，补气用混合器的出口与高压缸的进气口连通。

进一步地，气液分离器具有第三进口，气液分离器与压缩机本体相连，压缩机本体的轴线、补气用混合器的轴线和气液分离器的轴线在俯视平面内的投影连线形成角度α，角度α的范围在30°至150°之间。

根据本发明的另一方面，提供了一种空调系统，包括：蒸发器，具有蒸发器进口和蒸发器出口；压缩机，压缩机为上述的压缩机，压缩机的气液分离器的第三进口与蒸发器的出口连通；冷凝器，具有冷凝器出口和冷凝器进口，冷凝器进口与压缩机的排气孔连通；经济器，包括连通的经济器第一进口和经济器第一出口以及连通的经济器第二进口和经济器第二出口，其中，经济器第一进口和经济器第二进口均与冷凝器出口相连，经济器第一出口通过第一节流机构与蒸发器进口连通，经济器第二出口与压缩机的补气用混合器的第一进口连通。

进一步地，冷凝器出口与经济器第二进口之间设置有第二节流机构。

在本发明的技术方案中，压缩机排气通过第二进入补气用混合器，带液补气通过第一进口进入补气用混合器与压缩机排气进行混合，形成混合制冷剂进入到压缩机内进行压缩。本发明的第二进口的轴线垂直并偏离所述壳体的轴线，这样设置的第二进口，压缩机排气通过第二进口进入补气用混合器后，与由上至下运动的带液补气充分接触并进行混合，提高压缩机排气与带液补气之间的混合效果。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的补气用混合器的实施例一的结构示意图；

图2示出了图1的补气用混合器的A-A向的剖视示意图；

图3示出了根据本发明的补气用混合器的实施例二的结构示意图；

图4示出了图3的补气用混合器的隔板的俯视示意图；

图5示出了图3的补气用混合器的透气孔的形状示意图；

图6示出了图3的补气用混合器的B-B向的剖视示意图；

图7示出了根据本发明的补气用混合器的实施例三的结构示意图；

图8示出了图7的补气用混合器的C-C向剖视示意图；

图9示出了图7的补气用混合器的D-D向剖视示意图；

图10示出了根据本发明的压缩机的实施例的剖视示意图；

图11示出了图10的压缩机的俯视示意图；以及

图12示出了根据本发明的空调系统的实施例的连接示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1至图2示出了本发明的实施例一的示意图，从图中可以看出，实施例一的补气用混合器200包括壳体和出气管20，其中，壳体包括顶壁11和底壁12以及连接在顶壁11和底壁12之间的侧壁13，在壳体上开设有第一进口14和第二进口15，在底壁12上开设有出口16。第一进口14的轴线和第二进口15的轴线可以垂直于壳体的轴线且第一进口14的轴线和第二进口15的轴线均偏离与壳体的轴线。这样设置的第一进口14和第二进口15，可使由第一进口14进入的带液补气和由第二进口15进入的压缩机低压缸排气在进壳体内后均沿壳体的内壁向上做绕流运动（如图2中的箭头所示），使带液补气与低压缸排气在壳体内进行螺旋上升，在螺旋上升的过程中，带液补气与低压缸排气逐渐的接触并混合，在混合过程中，带液补气中的液体部分与低压缸排气进行热交换，液体部分吸热蒸发形成饱和气体，低压缸排气部分放热后降低了自身的温度。实施例一中的出气管20穿设在壳体上的出口16处，出气管20的第一端穿出壳体并向外外延形成外延段，出气管20的第二端向壳体内部延伸形成内延段，蒸发形成的饱和气体、降温后的低压缸排气和带液补气中的气体部分在排气管的第二端汇集并由排气管排出壳体，完成带液补气与压缩机低压缸排气在补气用混合器200内的混合。当带液补气中带有过量的液体时，带液补气中多余的液体会附着在壳体的侧壁13或底壁12形成液滴，并最终汇集在在壳体的底部，实现气液分离。

优选地，出气管20的内延上设置有回油孔21，该回油孔21靠近出口16，汇集在壳体底部的少量液体制冷剂可通过回油孔21进入高压缸，使高压缸内形成湿压缩，提高压缩机的压缩效率。

在一种优选的实施例中，第一进口14和第二进口15设置在侧壁13的下部，并且在补气用混合器200的横截面的投影内将第一进口14的投影和第二进口15的投影设置为中心对称的形式，第二进口15设置在第一进口14和出口16之间，这种设置，有利于带液补气和压缩机的排气在壳体内的充分混合。需要注意的是，第二进口15到底壁12的高度应高于回油孔21到底壁12的高度，以防汇集在壳体底部的液体从第二进口15逆流流出。

图3至图6示出了本发明的实施例二的示意图，从图中可以看出，实施例二与实施例一的不同只在于，第一进口14的设置位置不同，在实施例二中，第一进口14设置在壳体的顶壁11上，与出口16相对设置；第一进口14和出气管20的第二端之间设置有隔板30，在隔板30上设置有多个弧形的透气孔32，透气孔32的内边沿呈锯齿状。实施例二的补气用混合器200在作业时，由第一进口14进入的带液补气在经过隔板30时，带液补气的气体部分直接通过透气孔32进入到隔板30下方，带液补气中的液体部分无法从透气孔32处直接穿过，带液补气中的液体部分在通过透气孔32时，需要经过通气孔内侧的锯齿的切割，使液体在透气孔32的内边沿处形成多个向下流动的细小液束。第二进口15设置在隔板30的下方，靠近出口16，第二进口15的轴线垂直于壳体的轴线第二进口15的轴线偏离与壳体的轴线，由第二进口15进入的压缩机的低压缸排气在壳体内部形成螺旋上升的低速气流，低压缸排气形成的低速气流在上升过程中与各个液束间形成逆流混合效果，在逆流混合的过程中，液束与过热的低压缸排气充分接触并发生热交换，液束吸热蒸发形成饱和气体，低压缸排气放热温度降低。最终带液补气中的气体部分、由带液补气中的液体蒸发形成的饱和气体和由压缩机的低压缸排气冷却降温后形成的气体从排气管的第二端排出补气用混合器200，完成带液补气和压缩机低压缸排气在补气用混合器200内的混合。

为使带液补气中的液体部分更好的形成液束，可将多个弧形透气孔32分别分布在不同的圆周上，为使液束可均匀布置在壳体内，在相邻的两个圆周中，位于内侧圆周上的透气孔32的设置对应于外侧圆周上的相邻透气孔32之间的间隔处。

图7至图9示出了本发明的实施三的示意图，从图中可以看出，实施例三与实施例二的区别仅在于透气孔32的形成方式不同，实施例三中的透气孔32由多个圆孔均匀布置在隔板30上形成，当带液补气中的液体部分通过圆孔时，会形成液束滴向补气用混合器200的底部，并在滴落的过程中与来自第二进口15的压缩机

低压缸排气进行换热，液束蒸发形成饱和气体，低压缸排气放热使自身发生温降。最终带液补气中的气体部分、由带液补气中的液体蒸发形成的饱和气液和由低压缸排气冷却降温后形成的气体从排气管的第二端排出补气用混合器200，完成带液补气和压缩机的排气在补气用混合器200内的混合。

如图10至11所示，本发明还提供了一种压缩机，根据本发明的压缩机的实施例，压缩机包括述压缩机本体100和上述的补气用混合器200，其中，压缩机本体100内设置有低压缸120和高压缸130，低压缸120的排气口与补气用混合器200的第二进口15连通，高压缸130的进气口与补气用混合器200的出口16连通。本实施例的压缩机高压缸130内的进气为在补气用混合器200内充分混合后形成的饱和气体，提高了压缩机的效率，降低了排气温度。本实施例的压缩机还包括气液分离器300，气液分离器300与述压缩机本体100相连，并且气液分离器300上设置有第三进口。优选地，在压缩机的俯视平面内，压缩机本体100的轴线的投影与气液分离器300的轴线所在的直线的投影和压缩机本体100的轴线的投影与补气用混合器200的轴线的投影所述在的直线间形成α角度，α角度大小以压缩机整体体积最小为最佳，优选地，α角度的取值范围在30°至150°之间。

本发明还提供了一种空调系统，如图12所示，根据本发明的空调系统的实施例，该空调系统包括：蒸发器1，压缩机2、冷凝器3和经济器4。其中，压缩机2为上述的压缩机2。蒸发器1和冷凝器3均具有进口和出口，经济器4具有两组通路，其中，经济器第一进口和经济器第一出口形成经济器4第一通路，经济器第二进口和经济器第二出口形成经济器4第二通路，在本实施例的空调系统中，蒸发器1的出口16与压缩机2的气液分离器300的第三进口连通，设置在述压缩机本体100上的压缩机排气孔111与冷凝器3的进口连通，冷凝器3的出口与经济器4的经济器第一进口和经济器第二进口分别连通，并且经济器第一出口通过第一节流机构5a与蒸发器1的进口连通，经济器第二出口与压缩机2的补气用混合器200的第一进口14连通，使整个空调系统形成回路。在本实施例中，冷凝器出口与经济器第二进口之间设置有第二节流机构5b。

在本实施例的空调系统中，蒸发器1内的低温低压气体制冷剂从蒸发器1的出口进入气液分离器300中，制冷剂经气液分离后，气体部分进入低压缸120进行压缩变为中温中压的低压缸过热排气，过热排气进入补气用混合器200内与来自第一进口14的带液补气混合，混合后的饱和气体制冷剂进入高压缸130进行压缩形成高温高压的制冷剂气体并从设置在外壳体110上方的排气孔111排出压缩机2，完成冷媒在压缩机2内的压缩，压缩机2排出的高温高压制冷剂气体进入冷凝器3，经冷凝作用形成高温高压的液体制冷剂，高温高压的液体制冷剂从冷凝器3出来后分成两部分，一部分经过第二节流机构5b的节流后形成中温中压的气液两相制冷剂，在经济器4第二通路内换热，换热后仍为气液两相的中温中压制冷剂，并从第一进口14进入补气用混合器200内进行混合。另一部分冷凝器3出来的高温高压的液体制冷通过经济器4第一通路的过冷和第一节流机构5a的节流后形成低温低压的液体制冷剂，并进入蒸发器1内完成制冷剂在空调系统内的循环。

为防止第二壳体内的制冷剂液体过多，补气用混合器200在第一进口14处设置有第一感温包，在出口16处设置有第二感温包，并且第二节流机构5b处于常闭状态，当系统开机稳定运行后，逐渐增大第二节流机构5b的开度，在此过程中，第一进口14进入第二壳体的制冷剂量逐渐增多，出口16排出的制冷剂由气态过热逐渐变为气态饱和，第二感温包的温度逐渐降低，使第一感温包和第二感温包之间的温差逐渐减小，当温差刚好为0℃或其他的合适值时，停止增大第二节流机构5b的开度，并保持开度不变，此时，第一进口14进入的制冷剂与第二进口15进入的制冷剂在混合后刚好变为饱和气体，没有多余液体制冷剂留在第二壳体内。在系统运行过程中，如果出现波动，使第二感温包的温度高于第一感温包一定值时，增大第二节流机构5b的开度，使第二感温包与第一感温包之间的温度差为0℃或合适的差值，以保证从出口16排出的制冷剂为饱和气体。当系统波动使第一进口14进入过多制冷剂时，过多的液体停留在补气用混合器200内，等待挥发。停机时，系统收到停机信号，先关闭第二节流机构5b，使补气用混合器200内的补气液体自行挥发，并延时一定时间后停机。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种补气用混合器，其特征在于，包括：

壳体，包括相对设置的顶壁（11）和底壁（12）以及连接所述顶壁（11）和底壁（12）的侧壁（13）；所述壳体上开设有第一进口（14）、第二进口（15）和出口（16），所述第二进口（15）设置在所述第一进口（14）的下方；

出气管（20），穿设在所述壳体上的所述出口（16）处，所述出气管（20）的第一端穿出所述壳体并向外延伸形成外延段，所述出气管（20）的第二端向所述壳体内部延伸形成内延段。

2.根据权利要求1所述的补气用混合器，其特征在于所述第二进口（15）的轴线垂直并偏离所述壳体的轴线。

3.根据权利要求1所述的补气用混合器，其特征在于，所述第一进口（14）设置在所述壳体的侧壁（13）或底壁（12）上，所述第二进口（15）设置在所述壳体的侧壁（13）或底壁（12）上，所述第一进口（14）和所述第二进口（15）在所述补气用混合器的横截面内的投影呈中心对称设置。

4.根据权利要求3所述的补气用混合器，其特征在于，所述第二进口（15）设置在所述第一进口（14）和出口（16）之间。

5.根据权利要求4所述的补气用混合器，其特征在于，所述第一进口（14）与所述第二进口（15）均位于所述壳体的下半部。

6.根据权利要求1所述的补气用混合器，其特征在于，所述第一进口（14）设置在所述顶壁（11）上，所述出口（16）设置在所述底壁（12）上，所述第一进口（14）和所述出口（16）相对设置，所述第二进口（15）设置在所述侧壁（13）上。

7.根据权利要求6所述的补气用混合器，其特征在于，所述混合器还包括隔板（30），所述隔板（30）设置在所述出气管（20）的第二端与所述第一进口（14）之间，所述隔板（30）上开设有透气孔（32）。

8.根据权利要求7所述的补气用混合器，其特征在于，所述隔板（30）包括隔板本体（31）和凸起（33），所述透气孔（32）开设在所述隔板本体（31）上，所述凸起（33）设置在所述隔板本体（31）上侧对应所述第一进口（14）的位置。

9.根据权利要求8所述的补气用混合器，其特征在于，所述隔板（30）下侧形成对应于所述出气管（20）的第二端的凹腔部。

10.根据权利要求9所述的补气用混合器，其特征在于，所述透气孔（32）为多个圆孔，所述多个圆孔均匀地排列在所述隔板本体（31）上。

11.根据权利要求8所述的补气用混合器，其特征在于，所述隔板本体（31）与所述侧壁（13）之间形成锐角夹角。

12.根据权利要求11所述的补气用混合器，其特征在于，所述透气孔（32）呈弧形，所述弧形透气孔（32）的内边沿呈锯齿状。

13.根据权利要求12所述的补气用混合器，其特征在于，所述多个弧形透气孔（32）分布在不同的圆周上，在相邻的两个所述圆周中，所述弧形透气孔（32）在内侧圆周的位置对应于所述弧形透气孔（32）在外侧圆周的间隔位置。

14.一种压缩机，其特征在于，包括

压缩机本体（100），包括：

外壳体（110），所述外壳体（110）上设置有进气孔和排气孔（111）；

低压缸（120），设置在外壳体（110）内，所述低压缸（120）具有第二进气口和排气口；

高压缸（130），设置在外壳体（110）内，所述高压缸（130）具有进气口和出气口；

气液分离器（300），与所述压缩机的进气口连通；

补气用混合器（200），所述补气用混合器（200）为权利要求1至13中任一项所述的补气用混合器（200），所述补气用混合器（200）的第二进口（15）与所述低压缸（120）的排气口连通，所述补气用混合器（200）的出口（16）与所述高压缸（130）的进气口连通。

15.根据权利要求14所述的压缩机，其特征在于，所述气液分离器（300）具有第三进口，所述气液分离器（300）与所述压缩机本体（100）相连，所述压缩机本体（100）的轴线、所述补气用混合器（200）的轴线和所述气液分离器（300）的轴线在俯视平面内的投影连线形成角度α，所述角度α的范围在30°至150°之间。

16.一种空调系统，其特征在于，包括：

蒸发器（1），具有蒸发器进口和蒸发器出口；

压缩机（2），所述压缩机（2）为权利要求14或15所述的压缩机（2），所述压缩机（2）的气液分离器（300）的第三进口与所述蒸发器（1）的出口连通；

冷凝器（3），具有冷凝器出口和冷凝器（3）进口，所述冷凝器（3）进口与所述压缩机的排气孔（111）连通；

经济器（4），包括连通的经济器第一进口和经济器第一出口以及连通的经济器第二进口和经济器第二出口，其中，所述经济器第一进口和经济器第二进口均与所述冷凝器出口相连，所述经济器第一出口通过第一节流机构（5a）与所述蒸发器进口连通，所述经济器第二出口与所述压缩机（2）的补气用混合器（200）的第一进口（14）连通。

17.根据权利要求16所述的空调系统，其特征在于，所述冷凝器出口与所述经济器第二进口之间设置有第二节流机构（5b）。

Images