分离提纯装置、制冷组件、系统、提纯方法及存储介质与流程

1.本发明涉及制冷技术领域，尤其是涉及一种分离提纯装置、制冷组件、系统、提纯方法及存储介质。


背景技术：

2.近些年来，全球变暖日趋严重，为了减少温室气体排放、降低温室效应，现有的制冷系统中采用r1233zd(e)作为制冷剂替代物，其odp＝0，gwp＝1.34，无毒不可燃，是目前最理想制冷剂替代物。但r1233zd(e)属于负压冷媒，易进入空气等不凝性气体，影响换热效率，导致空调机组运行能效急剧衰减，甚至无法正常运行。
3.所以，将进入到空调机组的不凝性气体从冷媒中分离出来，对于r1233zd(e)等负压冷媒空调机组正常使用至关重要。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种分离提纯装置、制冷组件、系统、提纯方法及存储介质，以解决现有技术中存在的负压冷媒易混入不凝性气体，影响换热效率的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
6.第一方面，本发明提供的一种分离提纯装置，包括
7.抽空室，为封闭式腔体结构，与制冷组件连接，能将制冷组件输送的混合介质进行分离提纯后输送回制冷组件；
8.制冷子系统，与所述抽空室连接，以提供分离提纯所需的冷却能；
9.抽气系统，与所述抽空室连接，以将分离后的不凝气体排出。
10.作为本发明的进一步改进，所述制冷子系统包括通过第二冷媒管路连接的提纯压缩机、翅片换热器和蒸发盘管，所述蒸发盘管布置在所述抽空室内；所述翅片换热器出口侧的所述第二冷媒管路上设置有第一控制件；所述提纯压缩机进气侧的所述第二冷媒管路上设置有温度传感器。
11.作为本发明的进一步改进，所述第二冷媒管路的进口侧连接在所述抽空室顶部，出口侧连接在所述抽空室下部。
12.作为本发明的进一步改进，所述第一控制件为毛细管、热力膨胀阀、固定孔板或电子膨胀阀。
13.作为本发明的进一步改进，所述蒸发盘管为螺纹管、环形盘管或蛇形盘管，沿所述抽空室高度方向盘旋设置。
14.作为本发明的进一步改进，所述抽空室布置在制冷组件上方，以在二者之间形成具有重力势能的高度落差。
15.作为本发明的进一步改进，所述抽空室内下部位置还设置有液位开关。
16.作为本发明的进一步改进，所述抽空室内设置有折流板。
17.作为本发明的进一步改进，所述折流板数量为多块，沿所述抽空室高度方向均匀
分布。
18.作为本发明的进一步改进，所述折流板设置在所述抽空室相对的两侧壁上。
19.作为本发明的进一步改进，所述抽气系统包括真空泵，所述真空泵通过抽气管路连接在所述抽空室上部，所述抽气管路上设置有抽空阀。
20.作为本发明的进一步改进，所述抽空阀为电磁阀。
21.作为本发明的进一步改进，所述抽空阀数量为两个，且两个所述抽空阀的方向相反。
22.作为本发明的进一步改进，还包括连接在制冷组件和所述抽空室之间的第一冷媒管路和第三冷媒管路，所述第一冷媒管路一端连接在所述抽空室下部的进气接口上，另一端连接在制冷组件上部；所述第三冷媒管路一端连接在所述抽空室下部的回液接口上，另一端连接在制冷组件中部。
23.作为本发明的进一步改进，所述第一冷媒管路上设置有进气阀；和/或，所述第三冷媒管路上设置有回液阀。
24.作为本发明的进一步改进，所述回液阀与所述液位开关为联动控制。
25.作为本发明的进一步改进，所述进气阀和所述回液阀为电磁阀或电子膨胀阀。
26.作为本发明的进一步改进，所述进气接口在竖直方向上位于所述回液接口上方。
27.作为本发明的进一步改进，所述第一冷媒管路连接在制冷组件高度的2/3-3/4之间。
28.作为本发明的进一步改进，所述第三冷媒管路连接在制冷组件高度的1/3-1/2之间。
29.第二方面，本发明提供的一种制冷组件，包括所述分离提纯装置。
30.作为本发明的进一步改进，所述制冷组件为冷凝器。
31.第三方面，本发明提供的一种制冷系统，包括所述制冷组件。
32.作为本发明的进一步改进，所述制冷系统为冷水机组。
33.第四方面，本发明提供的一种提纯方法，利用所述分离提纯装置进行冷媒提纯的方法，包括
34.当满足冷媒分离提纯条件时，混合气开始向抽空室内输送，所述分离提纯装置接收启动信号，开始进行混合气提纯分离；
35.获取制冷子系统中提纯压缩机吸气温度值ttcx1；
36.基于所述提纯压缩机吸气温度值ttcx1与提纯压缩机吸气温度目标值ttcs进行比较，得到比较结果；
37.根据所述比较结果，执行后续预设处理。
38.作为本发明的进一步改进，根据所述比较结果，所述执行后续预设处理，包括
39.s1、关闭所述分离提纯装置，当再次满足冷媒分离提纯条件时，所述分离提纯装置再次开启，并依此循环，再次进行温度获取和比较；
40.或者是，
41.s2、停止混合气输送，将分离后的冷媒送回到冷凝器内，所述抽气系统接收到启动信号并将分离出来的不凝气体抽出，持续设定时间tcx2后，所述抽气系统接收到关闭信号，停止抽气，并依此循环，再次进行温度获取和比较。
42.作为本发明的进一步改进，所述比较结果包括
43.a1、所述提纯压缩机吸气温度值ttcx1＞提纯压缩机吸气温度目标值ttcs，且持续设定时间tcx1；
44.或者是，
45.a2、所述提纯压缩机吸气温度值ttcx1≤提纯压缩机吸气温度目标值ttcs；
46.当所述比较结果为a1时，执行s1处理；当所述比较结果为a2时，执行s2处理。
47.作为本发明的进一步改进，所述提纯压缩机吸气温度目标值ttcs范围是0～-20℃。
48.第五方面，本发明提供了一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述提纯方法的步骤。
49.本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
50.本发明提供的分离提纯装置，通过制冷子系统为制冷组件中的混合气提供低温冷却能，能够将混合气中的冷媒进行冷却，使气体冷媒完全冷却成液体，与不凝气体分离，从而有效将不凝气体与冷媒分离出来，将分离后的冷媒回流到制冷组件中，提高制冷组件的换热效率，保证制冷组件的正常使用。
附图说明
51.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
52.图1是本发明分离提纯装置的结构示意图；
53.图2是本发明分离提纯装置中抽空室的结构示意图；
54.图3是本发明提纯方法的流程图。
55.图中1、冷凝器；2、进气阀；3、回液阀；4、提纯压缩机；5、翅片换热器；6、热力膨胀阀；7、蒸发盘管；8、液位开关；9、抽空室；10、抽空阀；11、真空泵；21、进气接口；31、回液接口；41、温度传感器；71、进液接口；72、回气接口；91、抽气接口；92、折流板。
具体实施方式
56.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
57.请参阅图1，图1是本发明分离提纯装置的结构示意图，本发明提供了一种分离提纯装置，包括
58.抽空室9，为封闭式腔体结构，与制冷组件连接，能将制冷组件输送的混合介质进行分离提纯后输送回制冷组件；在此需要说明的是，在本实施例中，制冷组件为冷凝器1，以下均以冷凝器1为例进行具体说明。
59.制冷子系统，与抽空室9连接，以提供分离提纯所需的冷却能，通过制冷子系统能
够将输入到抽空室9内的混合气进行降温，并将混合气中的冷媒冷却成液体，由于不凝气的不凝结，所以当冷媒冷凝成液体时，自动和不凝气分离，冷媒在重力作用下位于抽空室9底部，而不凝气位于抽空室9顶部；
60.抽气系统，与抽空室9连接，以将分离后的不凝气体排出。
61.本发明提供的分离提纯装置，通过制冷子系统为冷凝器1中的混合气提供低温冷却能，能够将混合气中的冷媒进行冷却，使气体冷媒完全冷却成液体，与不凝气体分离，从而有效将不凝气体与冷媒分离出来，将分离后的冷媒回流到冷凝器1中，提高冷凝器1的换热效率，保证冷凝器1的正常使用。
62.在一种实施例中，制冷子系统包括通过第二冷媒管路连接的提纯压缩机4、翅片换热器5和蒸发盘管7，蒸发盘管7布置在抽空室9内；翅片换热器5出口侧的第二冷媒管路上设置有第一控制件；提纯压缩机4进气侧的第二冷媒管路上设置有温度传感器41。在此需要说明的是，第二冷媒管路内循环的低温冷媒进入到蒸发盘管7内在蒸发盘管7表面形成冷表面，冷表面释放到抽空室9内的冷量以及冷表面与混合气接触进行热交换，从而对混合气进行冷却降温冷凝。
63.在具体实施时，第二冷媒管路的独立制冷子系统，经提纯压缩机压缩后，进入翅片换热器换热，经节流后通过进液接口进入蒸发盘管中，与混合气体换热后，经回气接口进入提纯压缩机进行压缩，以此实现制冷循环。
64.第一控制件用于控制进入到抽空室9内蒸发盘管7内的冷媒流量；温度传感器41用于测量提纯压缩机4吸气温度；第二冷媒管路的进口侧连接在抽空室9顶部，出口侧连接在抽空室9下部，由此使得蒸发盘管7内的冷媒是自上向下流动的。
65.在一种实施例中，第一控制件为毛细管、热力膨胀阀6、固定孔板或电子膨胀阀。本领域技术人员可以根据实际需要设置不同类型的膨胀阀。如图1所示，在本实施例中，第一控制件为热力膨胀阀6。
66.在一种实施例中，蒸发盘管7为螺纹管、环形盘管或蛇形盘管，沿抽空室9高度方向盘旋设置，通过设置成盘旋设置的蒸发盘管7，不仅可增加换热面积，而且还可以与抽空室9内各个区域的混合气接触换热，提高冷却效果，提高分离提纯效果。本领域技术人员可以根据实际需要设置不同类型的盘管。
67.在一种实施例中，抽空室9布置在冷凝器1上方，以在二者之间形成具有重力势能的高度落差。通过如此结构设置，可以使得抽空室9内被冷却成液体的冷媒能够在重力作用下自动回流到冷凝器1中。
68.在一种实施例中，如图2所示，图2是本发明提供的分离提纯装置中抽空室的结构示意图，抽空室9内下部位置还设置有液位开关8。
69.液位开关8设置在抽空室9底部以上一定高度，当液体冷媒累积到一定程度与液位开关8接触时，则可进行排液回流。
70.在一种实施例中，抽空室9内设置有折流板92。抽空室边缘设有折流板，提高混合气体与蒸发盘管的换热效率。抽空室底端无需增加支座，节省高度空间。
71.在具体实施时，抽空室的壳体内侧设有折流板，气体冷媒在蒸发盘管表面冷凝成液体，抽空室上部形成真空，混合气体不断经进气接口进入抽空室，折流板主要起到折流的作用，充分的利用蒸发盘管的换热面积，提高冷媒分离装置的换热效率。
72.进一步的，折流板92数量为多块，沿抽空室9高度方向均匀分布。
73.更进一步的，折流板92设置在抽空室9相对的两侧壁上。
74.在一种实施例中，抽气系统包括真空泵11，真空泵11通过抽气管路连接在抽空室9上部，抽气管路上设置有抽空阀10。
75.在此需要说明的是，第二冷媒管路的进口侧连接在抽空室9顶部的进液接口71上，抽气管路连接在抽空室9的抽气接口91上，抽气接口91位于抽空室9顶端右侧，便于抽气系统的管路连接，节省高度空间，进液接口71和抽气接口91分别位于抽空室9的两侧。第二冷媒管路的出口侧连接在抽空室9下部一侧的回气接口72上，回气接口72与抽气接口91分别位于抽空室9两侧。
76.进气接口和回液接口，均设置于抽空室下侧，便于管路连接。
77.进一步的，抽空阀10为电磁阀。
78.更进一步的，抽空阀10数量为两个，且两个抽空阀10的方向相反。
79.在一种实施例中，还包括连接在冷凝器1和抽空室9之间的第一冷媒管路和第三冷媒管路，第一冷媒管路用于将冷凝器1内的混合气输送到抽空室9内，第三冷媒管路用于将抽空室9内被分离出的液体冷媒回流到冷凝器1中；第一冷媒管路一端连接在抽空室9下部的进气接口21上，另一端连接在冷凝器1上部；第三冷媒管路一端连接在抽空室9下部的回液接口31上，另一端连接在冷凝器1中部。
80.具体的，进气接口21位于回气接口72下方。
81.在一种实施例中，第一冷媒管路上设置有进气阀2；和/或，第三冷媒管路上设置有回液阀3。
82.具体的，回液阀3与液位开关8为联动控制，也就是说，液位开关8开启时，也就是液体冷媒接触到液位开关8时，则回液阀3也启动处于打开状态，从而开始冷媒回流。
83.进一步的，进气阀2和回液阀3为电磁阀或电子膨胀阀。
84.更进一步的，进气接口21在竖直方向上位于回液接口31上方。具体的，进气接口21位于蒸发盘管7下方，回液接口31位于抽空室9侧壁底部。通过将进气接口21设置在抽空室9下部，使混合气体与蒸发盘管形成逆流换热的效果。
85.进一步的，第一冷媒管路连接在冷凝器1高度的2/3-3/4之间，此阶段，冷凝器中的不凝性气体含量最高，有利于提高分离提纯的效率。
86.进一步的，第三冷媒管路连接在冷凝器1高度的1/3-1/2之间，利用提纯抽空室与冷水机组冷凝器回液口的高度差，使抽空室底部液体冷媒回到冷凝器。
87.本发明提供的分离提纯装置，设置有独立制冷子系统，提供低温的蒸发盘管，对冷凝器中的混合气体冷媒进行冷却，使气体冷媒完全冷却成液体，与不凝性气体分离。抽空室底部设置有液位开关，当液位开关闭合时，回液阀同步开启，第三冷媒管路也就是回液管与冷水机组中冷凝器相连，依靠抽空室和冷凝器高度差，缓慢将液体冷媒回至冷凝器，有效将不凝性气体累积在抽空室中。
88.本发明提供的分离提纯装置中配有真空泵，抽气管路设置有双电磁阀，防止因电磁阀具有反向导通性，而导致不凝性气体进入系统中，或者系统中的气体冷媒排出。当满足抽空条件时，通过真空泵，可以将不凝性气体完全排至系统外，达到分离提纯的目的。
89.如图1所示，本发明提供的一种冷凝器1，包括上述的分离提纯装置。具体的，分离
提纯装置与冷凝器1连接，用于将冷凝器1内顶部的混合气进行分离提纯，并且将混合气分离提纯后，能将液体冷媒回灌到冷凝器1中。
90.本发明提供的冷凝器配套有分离提纯装置，冷水机组冷凝器的混合气体与蒸发盘管进行换热，使气体冷媒完全冷却成液体，与不凝性气体分离。液体冷媒累积在抽空室底部，当液位开关8闭合时，回液阀同步开启，抽空室底部的液体冷媒排至冷水机组冷凝器。不凝性气体累积在抽空室顶部，当满足抽空条件时，先开启回液阀，同时关闭进气阀，将抽空室底部的液体冷媒排至冷水机组冷凝器，再启动真空泵，将提纯抽空室顶部的不凝性气体排出系统外。
91.本发明提供了一种制冷系统，包括上述的冷凝器1。
92.如图3所示，图3是本发明提供的提纯方法的流程图，具体的，本发明提供的一种提纯方法，利用上述提供的分离提纯装置对本发明提供的冷凝器中的混合气进行冷媒提纯的方法，包括
93.第一步，当满足冷媒分离提纯条件时，混合气开始向抽空室9内输送，分离提纯装置接收启动信号，开始进行混合气提纯分离；提纯压缩机4、翅片换热器5、热力膨胀阀6、进气阀2、回液阀3分别按原先的逻辑控制。
94.第二步，获取制冷子系统中提纯压缩机吸气温度值ttcx1；设置于提纯压缩机吸气口的温度传感器，将检测的提纯压缩机吸气温度值ttcx1传送到主控制器，提纯压缩机吸气温度目标值为ttcs，主控制系统根据检测的提纯压缩机吸气温度来控制分离提纯装置的启闭以及抽气系统的启闭；
95.判断提纯压缩机吸气温度值ttcx1与提纯压缩机吸气温度目标值ttcs的大小关系，第三步，基于提纯压缩机吸气温度值ttcx1与提纯压缩机吸气温度目标值ttcs进行比较，得到比较结果；
96.第四步，根据比较结果，执行后续预设处理。
97.在此需要说明的是，混合气向抽空室9内输送是通过打开第一冷媒管路中的进气阀2实现的，分离提纯装置启动后提纯压缩机4、翅片换热器5、热力膨胀阀6和温度传感器41均开始工作，第一冷媒管路内冷媒开始循环。
98.在一种实施例中，第四步中，根据比较结果，执行后续预设处理，包括
99.s1、关闭分离提纯装置，当再次满足冷媒分离提纯条件时，分离提纯装置再次开启，并依此循环，再次进行温度获取和比较。
100.或者是，
101.s2、停止混合气输送，将分离后的冷媒送回到冷凝器内，抽气系统接收到启动信号并将分离出来的不凝气体抽出，持续设定时间tcx2后，抽气系统接收到关闭信号，停止抽气，并依此循环，再次进行温度获取和比较。
102.在一种实施例中，比较结果包括
103.a1、提纯压缩机吸气温度值ttcx1＞提纯压缩机吸气温度目标值ttcs，且持续设定时间tcx1；
104.或者是，
105.a2、提纯压缩机吸气温度值ttcx1≤提纯压缩机吸气温度目标值ttcs；
106.当比较结果为a1时，执行s1处理；当比较结果为a2时，执行s2处理。
107.具体的，也就是说，当a1、提纯压缩机吸气温度值ttcx1＞提纯压缩机吸气温度目标值ttcs，且持续设定时间tcx1，则执行s1处理，关闭分离提纯装置，当再次满足冷媒分离提纯条件时，分离提纯装置再次开启，并依此循环，再次进行温度获取和比较也就是进行第二步和第三步，并根据第三步结果执行相应的处理；当a2、提纯压缩机吸气温度值ttcx1≤提纯压缩机吸气温度目标值ttcs，表示满足抽空条件，执行s2处理，关闭进气阀，停止混合气输送，通过开启回液阀，将抽空室底部的分离后的冷媒送回到冷凝器内，关闭回液阀，抽气系统接收到启动信号，开启抽空阀和真空泵，并将抽空室中分离出来的不凝气体抽出系统外，持续设定时间tcx2后，抽气系统接收到关闭信号，关闭抽空阀和真空泵停止抽气，并依此循环，再次进行温度获取和比较也就是进行第二步和第三步，并根据第三步结果执行相应的处理。
108.在一种实施例中，提纯压缩机吸气温度目标值ttcs范围是0～-20℃。
109.本领域技术人员可以根据实际需要，提纯压缩机吸气温度目标值。
110.本发明提供了一种存储介质，存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述提纯方法的步骤。
111.这里首先需要说明的是，“向内”是朝向容置空间中央的方向，“向外”是远离容置空间中央的方向。
112.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
113.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
114.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
115.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
116.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任
一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
117.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。