一种兆瓦级离心低温空气源热泵系统气液分离控制方法
阅读说明：本技术 一种兆瓦级离心低温空气源热泵系统气液分离控制方法 (Gas-liquid separation control method for megawatt centrifugal low-temperature air source heat pump system ) 是由 陈盼盼 李一静 任翠蕾 于 2020-05-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种兆瓦级离心低温空气源热泵系统气液分离控制方法,属于制冷行业技术领域。首先对气液分离器进行改进,入口连接蒸发器,出口连接压缩机。低温时,蒸发器排出气态的制冷剂从气液分离器的入口进入,产生气液两相流,液态制冷剂沉积在气液分离器的底部,气态制冷剂从出口进入压缩机。然后液位计实时监测液态制冷剂液位高度,当高度达到阈值时,启动所有电加热,液态制冷剂维持继续升高,直至液体制冷剂达到控制液位。最后当压缩机入口的气态制冷剂过热度达到设定标准时,停止少数电加热,保持过热度满足标准。否则,保持全部电加热的持续开启,保证压缩机避免带液运转。本发明应用更加简单,减小大面积推广的难度。(The invention discloses a gas-liquid separation control method for a megawatt centrifugal low-temperature air source heat pump system, and belongs to the technical field of refrigeration industry. Firstly, the gas-liquid separator is improved, the inlet is connected with the evaporator, and the outlet is connected with the compressor. At low temperature, gaseous refrigerant discharged by the evaporator enters from the inlet of the gas-liquid separator to generate gas-liquid two-phase flow, liquid refrigerant is deposited at the bottom of the gas-liquid separator, and gaseous refrigerant enters the compressor from the outlet. And then the liquid level meter monitors the liquid level height of the liquid refrigerant in real time, when the height reaches a threshold value, all electric heating is started, and the liquid refrigerant keeps continuously rising until the liquid refrigerant reaches a control liquid level. And finally, stopping a few electric heating when the superheat degree of the gas refrigerant at the inlet of the compressor reaches a set standard, and keeping the superheat degree to meet the standard. Otherwise, the continuous opening of all the electric heating is kept, and the compressor is ensured to avoid liquid-carrying operation. The invention is simpler to apply and reduces the difficulty of large-area popularization.)
技术领域
本发明属于制冷行业技术领域，具体是一种兆瓦级离心低温空气源热泵系统气液分离控制方法。
背景技术
行业内常见的汽液分离器基本原理是利用气体和液体不同的比重，饱和气体进入分离器后液体瞬间失重与气体分离，并利用出口气体的流速形成漩涡使比重大的液体沉积到分离器下部，分离后的气体从分离器上部流出。
对于兆瓦级低温离心空气源热泵，环境温度很低时，蒸发器的换热受到影响，制冷剂过热度很小，液相比重增大，容易产生压缩机带液运转。现在常用的气液分离器，在处理大流量两相流分离时，效果比较差，需要做进一步优化。
发明内容
本发明针对上述问题，提出了一种兆瓦级离心低温空气源热泵系统气液分离控制方法，很好地解决了兆瓦级离心低温空气源热泵在环境温度过低时，制冷剂的气液两相分离的问题，保护压缩机由于液击造成的损坏并提高系统运行的稳定性。
所述的兆瓦级离心低温空气源热泵系统气液分离控制方法，具体步骤如下：
步骤一、对气液分离器进行改进，入口连接蒸发器，出口连接压缩机；
所述的改进的气液分离器如下：
在气分筒体外侧布置了制冷屏蔽泵，制冷屏蔽泵分出两个管路，分别为入口管路和出口管路，入口管路的入口穿透气分筒体内部并通过弯头伸到气分筒体最底部；出口管路的出口连接单独的储液器；
在气分筒体内部上端，焊接分离丝网，且保持分离丝网的水平倾斜角度在3°到5°之间；在气分筒体最底端，两根盲管穿透并伸入气分筒体内部；每根盲管的两端各安装一个电加热，通过电加热保持气分筒体底部温度的增高；
步骤二、低温时，蒸发器出口排出气态的制冷剂从气液分离器的入口进入，产生气液两相流；
步骤三、由于制冷剂过热度小或者没有过热度，液态制冷剂沉积在气液分离器的底部，气态制冷剂从气液分离器出口进入压缩机入口；
步骤四、液态制冷剂在气液分离器的底部累积，安装在气液分离器上的液位计实时监测液位高度，当高度达到阈值时，液位计将信号传递给上位机，启动所有电加热；
阈值人为设定为气液分离器筒体半径的1/3高度值；
步骤五、在电加热刚开始启动初期，气液分离器底部的液态制冷剂维持继续升高，判断电加热达到完全正常状态时，气液分离器底部的液体制冷剂是否达到控制液位，如果是，进入步骤六，否则，液位计继续实时监控液态制冷剂的高度，直至达到控制液位，进入步骤六；
控制液位根据实际现场的试验结果设定；
电加热的作用是将气液分离器底部的液体制冷剂蒸发成气态制冷剂，输入到压缩机入口；
步骤六、液位计将高度达到控制液位的信号传递给上位机，上位机开启制冷屏蔽泵，同时打开屏蔽泵出口管路的电动调节阀，将液态制冷剂转移到储液器内部，气液分离器底部的液位显示0，屏蔽泵和调节阀同时停止。
步骤七、判断压缩机入口的气态制冷剂过热度大小是否达到设定标准，如果是，停止少数电加热，保持压缩机入口的气态制冷剂过热度大小满足标准即可；否则，保持全部电加热的持续开启，保证压缩机避免带液运转。
当电加热全部开启期间，累积在气液分离器底部的液态制冷剂高度仍旧达到了控制液位时，上位机继续开启制冷屏蔽泵，将液态制冷剂转移到储液器内部，通过控制制冷屏蔽泵及电动调节阀的启停，以及电加热启动的个数和持续时间，从而间接控制压缩机入口的吸气状态，使压缩机避免带液运转。
本发明的优点在于：
由于技术的限制，兆瓦级低温离心空气源在工程上面的应用很少，而在低温工况下的气液分离效果的好坏决定了整个系统持续运行的稳定性和良好经济性。本发明气液分离器的应用，可以减小低温工况压缩机吸气带液的可能，使离心低温空气源热泵机组应用更加简单，减小大面积推广的难度。
附图说明
图1为本发明一种兆瓦级离心低温空气源热泵系统气液分离控制方法的流程图；
图2为本发明采用的改进的气液分离器的结构正视图；
图3为本发明采用的改进的气液分离器的内部剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步详细说明。
本发明提出了一种兆瓦级离心低温空气源热泵系统气液分离控制方法，通过对常规的气液分离器进行改进：在内部增加电加热并改进电加热的摆放位置、调节分离丝网安装角度、屏蔽泵入口弯头设计等，结合液位计的远程模拟信号，监察气分液位，控制制冷屏蔽泵及电动调节阀的启停，以及电加热启动的次数和持续时间，从而间接控制压缩机入口的吸气状态，使压缩机避免带液运转，达到自动持续运行的效果。
所述的兆瓦级离心低温空气源热泵系统气液分离控制方法，如图1所示，具体步骤如下：
步骤一、对气液分离器进行改进，入口连接蒸发器，出口连接压缩机；
所述的改进的气液分离器如下：
在气分筒体外侧布置了制冷屏蔽泵，制冷屏蔽泵分出两个管路，分别为入口管路和出口管路，入口管路的入口穿透气分筒体内部并通过弯头伸到气分筒体最底部，可以保证启动屏蔽泵时能将筒体内部液位降到最低；出口管路的出口连接单独的储液器；在制冷屏蔽泵的出口管路上还开有一条屏蔽泵回路，连接到气分入口上方，深入到气分入口内；屏蔽泵回路的设计确保了回路其电机的冷却，减少屏蔽泵电机损坏的可能，从而确保屏蔽泵可以随时启动。
在气分筒体内部上端，焊接分离丝网，且保持分离丝网的水平倾斜角度在3°到5°之间；倾斜布置可以增大安全液位，当气分液位很高时，分离丝网仍然有不错的分离效果；在气分筒体最底端，两根盲管穿透并伸入气分筒体内部；每根盲管的两端各安装一个电加热，通过电加热保持气分筒体底部温度的增高，将电加热布置在筒体最低处，可以保证低液位时能更好的加热液态制冷剂；
同时，在气分筒体外部安装了四个视液镜，确保了运行过程中就地观察的便利。在气分筒体开人孔，确保了发生系统脏堵和后续维护的便捷性。
步骤二、低温时，蒸发器出口排出气态的制冷剂从气液分离器的入口进入，产生气液两相流；
步骤三、由于制冷剂过热度小或者没有过热度，液态制冷剂沉积在气液分离器的底部，气态制冷剂从气液分离器出口进入压缩机入口；
步骤四、液态制冷剂在气液分离器的底部累积，安装在气液分离器上的液位计实时监测液位高度，当高度达到阈值时，液位计将信号传递给上位机，启动所有电加热；
阈值人为设定为气液分离器筒体半径的1/3高度值；
步骤五、在电加热刚开始启动初期，气液分离器底部的液态制冷剂维持继续升高，判断电加热达到完全正常状态时，气液分离器底部的液体制冷剂是否达到控制液位，如果是，进入步骤六，否则，液位计继续实时监控液态制冷剂的高度，直至达到控制液位，进入步骤六；
控制液位根据实际现场的试验结果设定，本实施例设定为气液分离器筒体半径的1/2；
电加热的作用是将气液分离器底部的液体制冷剂蒸发成气态制冷剂，输入到压缩机入口；
步骤六、液位计将高度达到控制液位的信号传递给上位机，上位机开启制冷屏蔽泵，同时打开屏蔽泵出口管路的电动调节阀，将液态制冷剂转移到储液器内部，气液分离器底部的液位显示0，屏蔽泵和调节阀同时停止。
电动调节阀可以根据需要调节液体流量；
步骤七、判断压缩机入口的气态制冷剂过热度大小是否达到设定标准，如果是，停止少数电加热，保持压缩机入口的气态制冷剂过热度大小满足标准即可；否则，保持全部电加热的持续开启；保证压缩机避免带液运转。
过热度大小标准是根据实际情况现场设定；
通过控制制冷屏蔽泵及电动调节阀的启停，以及电加热启动的个数和持续时间，从而间接控制压缩机入口的吸气状态，使压缩机避免带液运转达到自动持续运行的效果。