一种风冷热泵机组用分液罐的制作方法

1.本发明涉及空气源热泵技术领域，具体涉及一种风冷热泵机组用分液罐。


背景技术：

2.空气源热泵制热时，风冷翅片换热器为蒸发器，一般热泵机组的翅片换热器组件由多个相同的换热器模块组成，需要使用分液罐将两相态制冷剂均匀分配到各换热器中。现有技术的分液罐为圆柱形筒体，制冷剂从底部的入口进入后，在分液罐内沿罐体内壁螺旋上升，通过顶部的不同出口进入相对应的换热器模块。罐体越高、尺寸越大，其均压效果越好，分至各换热器模块的制冷剂越均匀，但是罐体越高成本也越高，且机组结构限制罐体不能过高，所以目前市面热泵机组多存在分液不均的问题，影响机组的能效。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明提供一种风冷热泵机组用分液罐。制冷剂经进气管进入第一腔室，第一腔室横截面增大使得制冷剂流速降低、动压减少、静压增加，达到初步稳定，在经孔板进入第二腔室的过程中，在孔板的均流作用下，使制冷剂进一步稳定和均匀分布，再经各出气管排出，分液罐结构紧凑且分液均匀，从而克服现有技术的缺陷。
4.本发明提供的风冷热泵机组用分液罐包括：罐体，所述罐体设置有进气口与多个出气口，所述罐体内开设有连通所述进气口与多个所述出气口的容纳腔；进气管，所述进气管连通所述进气口；多个出气管，一个所述出气管连通一个所述出气口；孔板，所述孔板与所述容纳腔的内壁固定连接，并将所述容纳腔分隔为第一腔室与第二腔室，所述第一腔室与所述进气管连通，且所述第一腔室的横截面面积在朝向所述出气管的方向上逐渐增大，所述第二腔室与每一所述出气管连通，所述孔板上贯穿开设有多个气孔。
5.可选地，所述风冷热泵机组用分液罐还包括：隔板，所述隔板与所述第二腔室的内壁固定连接，并将所述第二腔室分隔为第一容置腔与第二容置腔，所述第一容置腔设置于所述第一腔室与所述第二容置腔之间；每一所述出气管均贯穿所述隔板，并与所述第一容置腔连通，每一所述出气管在所述第二容置腔内均贯穿开设有均压孔。
6.可选地，所述第一腔室的横截面设置为圆形，且横截面面积在朝向所述出气管的方向上逐渐增大。
7.可选地，所述第二腔室的横截面设置为圆形。
8.可选地，所述进气管与所述罐体同轴设置。
9.可选地，所述孔板与所述进气管垂直设置。
10.可选地，多个所述气孔在所述孔板上等间距排列。
11.可选地，所述孔板的开孔率范围为0.2-0.25。
12.可选地，所述气孔的直径d范围为：0.2*d≤d≤0.6*d；其中，d为所述进气管的直径。
13.可选地，所述均压孔的横截面面积s范围为：0.03*s≤s≤0.033*s；其中，s为所述
出气管的外径横截面面积。
14.本发明提供的以上技术方案，与现有技术相比，至少具有如下有益效果：
15.采用本发明风冷热泵机组用分液罐，制冷剂经进气管进入第一腔室，第一腔室横截面增大使得制冷剂流速降低、动压减少、静压增加，达到初步稳定，在经孔板进入第二腔室的过程中，在孔板的均流作用下，使制冷剂进一步稳定和均匀分布，再经各出气管排出，分液罐整体结构紧凑且分液均匀。
附图说明
16.图1为本发明一个实施例所述的风冷热泵机组用分液罐的结构示意图；
17.图2为图1所示风冷热泵机组用分液罐的剖视图；
18.图3为图2所示剖视图的局部放大图；
19.图4为图2所示剖视图的侧视图。
20.附图标记：
21.1：罐体；2：进气管；3：出气管；31：均压孔；4：孔板；41：气孔；5：第一腔室；6：隔板；7：第一容置腔；8：第二容置腔。
具体实施方式
22.下面将结合附图进一步说明本发明实施例。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必需具有特定的方位、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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
23.图1为本发明一个实施例所述的风冷热泵机组用分液罐的结构示意图；图2为图1所示风冷热泵机组用分液罐的剖视图；图3为图2所示剖视图的局部放大图；图4为图2所示剖视图的侧视图。
24.如图1-图4所示，所述风冷热泵机组用分液罐包括罐体1、进气管2、多个出气管3和孔板4。所述罐体1设置有进气口与多个出气口，所述罐体1内开设有连通所述进气口与多个所述出气口的容纳腔；所述进气管2连通所述进气口；一个所述出气管3连通一个所述出气口；所述孔板4与所述容纳腔的内壁固定连接，并将所述容纳腔分隔为第一腔室5与第二腔室，所述第一腔室5与所述进气管连通，且所述第一腔室5的横截面面积在朝向所述出气管的方向上逐渐增大，所述第二腔室与每一所述出气管连通，所述孔板4上贯穿开设有多个气孔41。
25.使用时，高温高压的气液两相制冷剂经所述进气管2进入分液罐的所述第一腔室5，所述第一腔室5相对于所述进气管2的横截面面积增大，且在朝向所述出气管3的方向上逐渐增大，大幅度降低制冷剂的流速，减少动压，增加静压，可初步稳定流体，初步稳定后的制冷剂流体经所述气孔41穿过所述孔板4，进入所述第二腔室，在穿过所述孔板4的过程中，在所述气孔41的均流作用下，高温高压的气液两相制冷剂流体被平衡调整，涡流被最小化，形成近似理想流体，因此，所述第二腔室内的制冷剂实现进一步的稳定和均匀分布，最后，
制冷剂通过多个所述出气管3进入相对应的换热器模块完成换热工作，且经每一所述出气管3排出的制冷剂的流量相同。
26.采用本发明风冷热泵机组用分液罐，制冷剂经所述进气管2进入所述第一腔室5，所述第一腔室5横截面增大使得制冷剂流速降低、动压减少、静压增加，达到初步稳定，在经所述孔板4进入所述第二腔室的过程中，在所述孔板4的均流作用下，使制冷剂进一步稳定和均匀分布，再经各所述出气管3排出，分液罐整体结构紧凑且分液均匀。
27.在本实施例中，如图1、图2和图4所示，所述罐体1整体设置为上部的空心圆柱体与下部的空心倒圆锥体，所述进气口开设于圆锥部分的底端中心，所述进气管2在竖直方向与所述进气口连通，所述出气口设置有八个，均开设于圆柱部分的顶端，且均匀布置，一个所述出气管3连通一个所述出气口，且均与所述罐体1的顶端端面垂直连接。如图2、图4所示，在本实施例中，所述孔板4设置为圆形板体，与所述罐体1的圆柱部分和圆锥部分的分界处的内壁固定连接，所述孔板4下部为所述第一腔室5，使得所述第一腔室5整体呈现为倒圆锥体，即横截面面积在朝向所述出气管3的方向上逐渐增大，所述第一腔室5与所述进气管2连通，横截面面积大于所述进气管2，使得经所述进气管2进入所述第一腔室5的制冷剂大幅降低流速，减少动压，增加静压，从而初步稳定气流。所述孔板4上部为所述第二腔室，整体为圆柱体，与各所述出气管3连通。所述孔板4上均匀分布有多个圆形所述气孔41，图2中箭头所指方向即制冷剂在分液罐内的流动方向，制冷剂经所述孔板4进入所述第二腔室后，在所述孔板4的均流作用下，进一步达到稳定和均匀分布，并经顶部的各所述出气管3进入对应的换热器模块。在本实施例中，所述第二腔室的内径为250mm，所述孔板4上共贯穿开设有220个所述气孔41，所述气孔41的直径为8mm，气孔间距为14mm，在分液均匀的前提下，分液罐高度可减小至现有高度的三分之一左右。根据实际应用情况，所述罐体1的具体形状尺寸、所述出气管3的具体数量、所述孔板4在所述罐体1内的具体连接位置，以及所述气孔41的尺寸及数量均可以调整。
28.可选地，所述风冷热泵机组用分液罐还包括隔板6，所述隔板6与所述第二腔室的内壁固定连接，并将所述第二腔室分隔为第一容置腔7与第二容置腔8，所述第一容置腔7设置于所述第一腔室5与所述第二容置腔8之间；每一所述出气管3均贯穿所述隔板6，并与所述第一容置腔7连通，每一所述出气管3在所述第二容置腔8内均贯穿开设有均压孔31。此种设置，使得各所述出气管3在所述第二容置腔8内相互连通，达到自动均匀各所述出气管3内压力目的，进一步起到均流作用。
29.在本实施例中，如图3所示，每一所述出气管3在所述第二容置腔8内均贯穿开设一个所述均压孔31，使所述第二容置腔8与各所述出气管3相连通，则所述第二容置腔8内的压力为各所述出气管3内压力的平均值。当某根所述出气管3内的压力偏小时，所述第二容置腔8自动向该出气管3内补气；当某根所述出气管3内的压力偏大时，该出气管3自动向所述第二容置腔8内排气，实现自动均匀各所述出气管3内压力。图3中箭头所示的方向即制冷剂进出所述出气管3的流向。因制冷剂进入所述出气管3的位置，也即图3中所述出气管3的底端相对于所述出气管3延伸方向的其他位置会存在一定的涡流扰动，因此，所述均压孔31应尽可能远离所述出气管3的底端，在本实施例中，所述均压孔31开设于所述出气管3靠近所述罐体1顶端端面的位置，孔径6mm。根据实际应用情况，所述均压孔31在所述出气管3上的开设位置及孔径大小均可以调整。
30.可选地，所述第一腔室5的横截面设置为圆形，且横截面面积在朝向所述出气管3的方向上逐渐增大。此种设置，使得进入所述第一腔室5的制冷剂在朝向所述孔板4流动的过程中，随着空间变大进一步降低流速，且圆形的横截面内壁最大程度地减小对其流动的阻碍，有利于制冷剂的顺利流动。
31.在本实施例中，如图2和图4所示，所述第一腔室5整体为倒圆锥体，横截面面积在朝向所述出气管3的方向，也即图2中朝上的方向上逐渐增大。根据实际应用情况，所述第一腔室5的具体尺寸可以调整。
32.可选地，所述第二腔室的横截面设置为圆形。此种设置，使得制冷剂在流经所述第二腔室时，圆形的横截面内壁能够最大程度地减小对其流动的阻碍，有利于制冷剂的顺利流动。
33.在本实施例中，如图2和图4所示，所述第二腔室整体为圆柱体，内径250mm。根据实际应用情况，所述第二腔室的具体尺寸可以调整。
34.可选地，所述进气管2与所述罐体1同轴设置。此种设置，使得所述进气管2处于所述罐体1的中心位置，则制冷剂经所述进气管2进入所述罐体1后，能够最大程度地向四周均匀分散，有利于制冷剂经各所述出气管3排出时均匀分液。
35.在本实施例中，如图1所示，所述罐体1整体呈现为上部的圆柱体与下部的倒圆锥体，所述进气管2在倒圆锥体的底端中心与所述罐体1连通。
36.可选地，所述孔板4与所述进气管2垂直设置。此种设置，经所述进气管2进入所述第一腔体5内的制冷剂最大程度地垂直通过所述孔板4，从而与所述气孔41有最大的通过截面，有利于制冷剂在所述罐体1内的顺利流动。
37.在本实施例中，如图2、图4所示，所述孔板4垂直于所述罐体1的轴向设置，所述进气管2与所述罐体1同轴设置，实现所述孔板4与所述进气管2的垂直设置。
38.可选地，多个所述气孔41在所述孔板4上等间距排列。此种设置，所述第一腔室5内的制冷剂在经过所述孔板4进入所述第二腔室时，制冷剂能够分散更加均匀。
39.在本实施例中，如图2、图3所示，圆形的所述气孔41均布于所述孔板4的整个表面。根据实际应用情况，所述气孔41之间的距离可以调整。
40.可选地，所述孔板4的开孔率范围为0.2-0.25。
41.经试验及仿真分析，孔板相对厚度(孔板厚度/孔径)和制冷剂流速对孔板的阻力影响很小，而开孔率(气孔总面积/孔板面积)对阻力系数的影响较大，孔板的阻力系数随开孔率的减小而增大，当开孔率大于0.2时，随着开孔率继续增大，阻力下降速度非常缓慢，趋于稳定，若开孔率过大，均流效果减弱。因此，开孔率范围设置为0.2-0.25，既充分减小所述孔板4的阻力系数，又达到较好的均流效果。在本实施例中，开孔率选取0.225。
42.可选地，所述气孔41的直径d范围为：0.2*d≤d≤0.6*d；其中，d为所述进气管2的直径。
43.经过试验分析，所述气孔41的直径选取在上述范围，能够达到较好的制冷剂均流效果，且在上述直径范围内，孔径越小，均流效果越好。在本实施例中，所述气孔41的直径为8mm。
44.可选地，所述均压孔31的横截面面积s范围为：0.03*s≤s≤0.033*s；其中，s为所述出气管3的外径横截面面积。
45.经过试验分析，所述均压孔31的横截面面积选取在上述范围，能够达到更好的制冷剂均流效果。在本实施例中，所述均压孔31的孔径为6mm。
46.下面进一步介绍所述风冷热泵机组用分液罐的工作原理：
47.使用时，高温高压的气液两相制冷剂经所述进气管2进入分液罐的所述第一腔室5，所述第一腔室5相对于所述进气管2的横截面面积增大，且在朝向所述出气管3的方向上逐渐增大，大幅度降低制冷剂的流速，减少动压，增加静压，可初步稳定流体。初步稳定后的制冷剂流体经所述气孔41穿过所述孔板4，进入所述第一容置腔7，在穿过所述孔板4的过程中，在所述气孔41的均流作用下，高温高压的气液两相制冷剂流体被平衡调整，涡流被最小化，形成近似理想流体，因此，所述第一容置腔7内的制冷剂实现进一步的稳定和均匀分布。进一步稳定均布后的制冷剂流体分别进入多个所述出气管3，并在所述出气管3内流经所述第二容置腔8时，经各所述出气管3上开设的所述均压孔31，再次自动均匀各所述出气管3内的压力，使得各所述出气管3内的制冷剂进一步均分，最终，各所述出气管3内的制冷剂进入相对应的换热器模块完成换热工作，且经每一所述出气管3排出的制冷剂的流量相同。
48.采用本发明风冷热泵机组用分液罐，制冷剂经所述进气管2进入所述第一腔室5，所述第一腔室5横截面增大使得制冷剂流速降低、动压减少、静压增加，达到初步稳定，在经所述孔板4进入所述第二腔室的过程中，在所述孔板4的均流作用下，使制冷剂进一步稳定和均匀分布，再经各所述出气管3排出，分液罐整体结构紧凑且分液均匀。
49.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。