空气源热泵型原油加热器的制作方法

本实用新型涉及一种基于空气源热泵的原油加热器，通过空气源热泵的运行，从空气中制取热量，制取热水，对原油进行加热。本发明特别适合于井口产出原油的加热。

背景技术：

原油生产过程中，有些井口的原油出口温度较低，粘度大，需要进行加热以便于输送。现有技术中加热常常使用电加热器，能耗很大，能源利用效率低。目前市场也有利用空气源热泵加热原油的产品，但这些产品都是用空气源热泵机组的压缩机排出的高温高压气体在换热器中直接对原油进行加热，如图1所示，包括压缩机1、四通阀2、冷凝器3、蒸发器5、膨胀阀6、储液器9、原油管道12，待加热的原油在原油管道12内与冷凝器3相接触，压缩机1工作时从蒸发器5引入低压气体，加压后排出的高温高压气体经四通阀2进入冷凝器3时放出热量，高温高压气体变成高压的液体，对原油管道12内的原油进行加热，高压液体温度下降后经膨胀阀6进入蒸发器5变成低压液体，形成循环；上述空气源热泵型原油加热器在进行化霜时，其工作流程如图2所示，将四通阀2换向，压缩机1经冷凝器3和储液器9从被加热的原油处吸走热空气，并经四通阀2将热空气引入蒸发器5，完成对蒸发器5的加热除霜，从蒸发器5流出的空气经膨胀阀6流向冷凝器3，形成循环。在热泵化霜的运行中，通过四通阀的换向，热泵机组将从需要被加热的原油中吸热，导致原油温度的降低，给原油的输送带来不利影响。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种除霜效率高、换热效率高的空气源热泵型原油加热器。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种空气源热泵型原油加热器，所述空气源热泵型原油加热器包括压缩机、四通阀、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、储液罐，所述压缩机通过管道与四通阀的D接口相连；四通阀的S接口通过管道与储液罐相连，储液罐通过管道与压缩机相连；所述四通阀的C接口通过管道与冷凝器相连以制取热水，所述冷凝器通过管道与蒸发器相连，所述蒸发器通过管道依次经第一单向阀、膨胀阀与蒸发器形成回路，以使从冷凝器出来的高压冷媒可以经蒸发器过冷后经第一单向阀进入膨胀阀节流进行降压，转为低压冷媒后进入蒸发器吸收空气中的热量，所述蒸发器通过管道与四通阀的E接口相连；所述空气源热泵型原油加热器还包括水泵、油水换热器、原油管道、冷凝加热器和第二单向阀，所述冷凝器制取的热水经水泵进入油水换热器，待加热的原油在原油管道内与油水换热器的热水进行热交换；所述膨胀阀通过管道经第二单向阀与冷凝加热器相连，该冷凝加热器通过管道与四通阀的C接口相连；需要对原油进行加热时，四通阀的D、C接口连通，E、S接口连通，压缩机通过管道经储液器、四通阀的E接口和S接口从蒸发器引入高温冷媒进行加压，压缩后的高温高压冷媒经四通阀的D接口、C接口进入冷凝器生成热水，水泵将生成的热水在冷凝器和油水换热器之间循环，用于对原油管道内的原油进行换热；从冷凝器出来的高压冷媒进入蒸发器进行过冷，然后经过第一单向阀进入膨胀阀进行节流降压成为低压冷媒，再次进入蒸发器吸收空气中的热量成为高温冷媒，从蒸发器流出后经四通阀的E接口、S接口和储液器进入压缩机，形成加热循环；需要对空气源热泵型原油加热器进行除霜操作时，四通阀进行换向，四通阀的D、E接口接通，S、C接口接通，压缩机排出的高温高压冷媒，通过管道经四通阀的D接口、E接口进入蒸发器进行放热除霜，降温后的高压冷媒经过第二单向阀进入冷媒加热器进行加热，高压冷媒变成高温高压冷媒，然后通过管道经四通阀的C接口、S接口和储液器进入压缩机，形成除霜循环。在除霜过程中，冷媒不从加热原油的水中吸热，避免因除霜对原油加热造成影响，提升换热效率；通过油水换热器对原油进行间接加热，避免了现有产品中冷媒通过冷凝器加热原油时，原油将冷凝器腐蚀穿孔后，原油将直接进入热泵系统带来的风险。通过油水换热器中存储的热水，可以进行储能，减少了热泵机组的启停频率。

进一步，所述油水换热器为管壳式软水原油换热器。

进一步，所述管道的内壁涂覆有特氟龙涂层，加强管道内壁的耐腐蚀性能。

进一步，所述储液器的内壁涂覆有特氟龙涂层，加强储液器的耐腐蚀性能。

实用新型的技术效果：（1）本实用新型的空气源热泵型原油加热器，相对于现有技术，在除霜过程中，冷媒不从加热原油的水中吸热，避免因除霜影响原油加热，造成原油温度的降低，给原油的输送带来不利影响；（2）过热泵机组从空气中吸热制取热水，热水通过油水换热器加热原油，避免直接接触原油；（3）油水换热器中存储的水也可以起到储能的作用，可以减缓机组的启停次数。

附图说明

下面结合说明书附图对本实用新型作进一步详细说明：

图1是现有技术的空气源热泵型原油加热器的连接结构示意图；

图2是现有技术的空气源热泵型原油加热器除霜状态时的冷媒流向示意图；

图3是本实用新型的空气源热泵型原油加热器的结构示意图；

图4是本实用新型的空气源热泵型原油加热器加热状态时的冷媒流向示意图；

图5是本实用新型的空气源热泵型原油加热器除霜状态时的冷媒流向示意图。

图中： 压缩机1、四通阀2、冷凝器3、冷媒加热器4、蒸发器5、膨胀阀6、第一单向阀7、第二单向阀8、储液器9、油水换热器10、水泵11、油管12、D为四通阀的D接口、E为四通阀的E接口、S为四通阀的S接口、C为四通阀的C接口。

具体实施方式

实施例1 如图3所示，本实施例的空气源热泵型原油加热器包括压缩机1、四通阀2、冷凝器3、蒸发器5、膨胀阀6、储液罐9，压缩机1通过管道与四通阀2的D接口相连，四通阀2的S接口通过管道与储液罐9相连，储液罐9通过管道与压缩机1相连，四通阀2的C接口通过管道与冷凝器3相连以制取热水，冷凝器3通过管道与蒸发器5相连，蒸发器5通过管道依次经第一单向阀7、膨胀阀6与蒸发器5形成回路，以使从冷凝器3出来的高压冷媒可以经蒸发器5过冷后经第一单向阀7进入膨胀阀6节流进行降压，转为低压冷媒后进入蒸发器5吸收空气中的热量，蒸发器5通过管道与四通阀2的E接口相连；空气源热泵型原油加热器还包括水泵11、管壳式软水原油换热器10、原油管道12、冷凝加热器4和第二单向阀8，冷凝器3通过管道、水泵11与管壳式软水原油换热器10形成回路，以使冷凝器3制取的热水经水泵11进入管壳式软水原油换热器10，待加热的原油在原油管道12内与管壳式软水原油换热器10的热水进行热交换；膨胀阀6通过管道经第二单向阀8与冷凝加热器4相连，该冷凝加热器4通过管道与四通阀2的C接口相连；如图4的加粗实线部分所示，需要对原油进行加热时，四通阀2的D、C接口连通，E、S接口连通，压缩机1通过管道经储液器9、四通阀2的E接口和S接口从蒸发器5引入高温冷媒进行加压，压缩后的高温高压冷媒经四通阀2的D接口、C接口进入冷凝器3生成热水，水泵11将生成的热水在冷凝器3和管壳式软水原油换热器10之间循环，用于对原油管道12内的原油进行换热；从冷凝器3出来的高压冷媒进入蒸发器5进行过冷，然后经过第一单向阀7进入膨胀阀6进行节流降压成为低压冷媒，并再次进入蒸发器5吸收空气中的热量成为高温冷媒，从蒸发器5流出后经四通阀2的E接口、S接口和储液器9进入压缩机1，形成加热循环；需要对空气源热泵型原油加热器进行除霜操作时，如图5的加粗实线部分所示，四通阀2进行换向，四通阀2的D、E接口接通，S、C接口接通，压缩机1排出的高温高压冷媒，通过管道经四通阀2的D接口、E接口进入蒸发器5进行放热除霜，降温后的高压冷媒经过第二单向阀8进入冷媒加热器3进行加热，高压冷媒变成高温高压冷媒，然后通过管道经四通阀2的C接口、S接口和储液器9进入压缩机1，形成除霜循环。使用的管道的内壁和储液器9的内壁涂覆有特氟龙涂层，加强管道内壁和储液器的耐腐蚀性能。

本实用新型的空气源热泵型原油加热器，在除霜过程中，冷媒不从加热原油的水中吸热，避免因除霜对原油加热造成影响，提升换热效率；通过管壳式软水原油换热器对原油进行间接加热，避免了现有产品中冷媒通过冷凝器加热原油时，原油将冷凝器腐蚀穿孔后，原油将直接进入热泵系统带来的风险。通过油水换热器中存储的热水，可以进行储能，减少了热泵机组的启停频率。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。