[实用新型]一种可控制润滑油循环量的气液分离器

说明书

技术领域

本实用新型涉及制冷和热泵技术领域，特别涉及一种可控制润滑油循环量的气液分离器。

背景技术

在二氧化碳制冷/热泵领域里，气液分离器能够贮存系统内部部分的制冷剂，防止压缩机液机和扩充系统容量，调节系统压力等。常见的二氧化碳气液分离器主要由罐体、两相流体入口、排气管、出液口组成。其中两相流体入口位于罐体中部，出液口位于罐体底部。排气管的进气口位于罐体内部，一端位于罐体上部作为罐内气体出口，另一端连出罐体，排气管的底部有一大小固定的小孔作为出油孔，位于罐体底部。

在压缩式二氧化碳制冷/热泵系统中，由于良好的兼容性，常使用PAG作为压缩机润滑油，而PAG润滑油与二氧化碳在系统内无法完全互溶。运行时，无法溶解的润滑油会随着二氧化碳在系统内循环，过多的润滑油会导致换热器换热效率下降，从而对系统COP造成严重的负面影响，而润滑油量不足则会造成压缩机排气温度上升、压缩机效率下降等不良影响，严重时甚至损坏压缩机。

但是在现有的二氧化碳制冷/热泵系统运行时，由于密度较大，无法溶解的润滑油会积存在气液分离器底部，普通的气液分离器通过在排气管的出油孔使润滑油回到压缩机，以保持系统的稳态运行，但其不具备对油回路的控制功能，而系统油循环量与二氧化碳质量流量有关，会随着工况的改变而改变，尤其是使用变频压缩机时，油循环量将随压缩机频率改变而改变，当油循环量增大，系统稳态运行时，气液分离器底部润滑油积存量也会增大，这将导致大量润滑油随二氧化碳液体进入蒸发器，降低蒸发器换热效率；类似地，当油循环量减小，气液分离器底部润滑油积存量减小，导致过量二氧化碳液体通过排气管的出油孔，随二氧化碳气体进入压缩机，导致压缩机进口带液。

因此，如何使优化二氧化碳制冷/热泵系统中油循环量提高系统整体性能变得十分重要。

实用新型内容

本实用新型提供了一种可控制润滑油循环量的气液分离器，可以有效优化液态工质和润滑油的循环过程，提高制冷/热泵系统的换热效率和运行稳定性。

一种可控制润滑油循环量的气液分离器，包括罐体，伸入罐体的三相流体管，设置在罐体上部的气体出口，设置在罐体下部的出液口和出油口，所述气体出口连接有出气管，所述出气管包括在垂直方向上不高于出油口的回油段，所述回油段与出油口之间通过输油管连通，所述输油管上设有控制流量的调节阀，所述出液口在垂直方向上高于所述出油口；

所述气液分离器还包括检测所述出液口和出油口所在平面的压力差以控制调节阀开度的传感器组件。

本实用新型适用于工质液体的密度小于润滑油液体的密度的制冷/热泵系统，例如二氧化碳制冷/热泵系统，采用二氧化碳作为工质，本实用新型将出油口设置在出液口的下方，通过在罐体内设置两个液体出口来分离密度不同而分层的工质液体和润滑油液体，并通过调节阀的控制，保证润滑油液体自出油口进入排气管，工质液体自出液口排出，从而避免了压缩机进口带液以及润滑油进入系统循环换热降低换热效率的问题。

传感器组件通过检测罐体内的液体在所述出液口和出油口所在平面的压力差来判断工质液体和润滑油液体的分界面位置，从而控制调节阀开度，实现控制润滑油液体的流量，避免罐体内润滑油过多进入出液口或者润滑油液体过少而导致工质液体进入出油口。

为了使润滑油液体可以顺利排出，优选的，所述输油管相对水平面倾斜设置，所述出油口位于较高端。

为了可以更好地控制润滑油液体的流量，所述输油管的倾斜角度不宜过大，优选的，所述输油管相对水平面的倾斜角度为5°～10°。上述角度即能使润滑油液体顺利排出，且流速不会很大，易于通过调节阀控制和调节流速。

为了使包括工质气体、工质液体和润滑油液体的混合流体可以在罐体内更好得分离，优选的，所述出油口设置在罐体的底部，所述出液口位于所述罐体总高度的1/4～1/3的水平位置上，所述三相流体管的出口位于所述罐体总高度的2/3～3/4的水平位置上。上述设置将混合流体通入罐体的中上部，从而充分地散布整个罐体，加速分层；并且出液口与出油口高度差较大，从而使工质液体和润滑油液体具有足够的移动空间，控制和调节润滑油液体的流速范围大。

为了使工质液体快速流出罐体，优选的，所述出液口连接的出液管自罐体的底部伸出罐体。

为了便于制造、安装和维护，优选的，所述出气管的回油段位于罐体外部。