一种具有系统增焓多功能油分装置及其热泵系统的制作方法

本发明涉及热泵设备，特别涉及一种具有系统增焓多功能油分装置及其热泵系统。

背景技术：

热泵是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置，也是全世界倍受关注的新能源技术。热泵系统中安装油分装置，其作用是将制冷压缩机排出的高压蒸汽中的润滑油进行分离，以保证装置安全高效地运行。根据降低气流速度和改变气流方向的分油原理，使高压蒸汽中的油粒在重力作用下得以分离。利用热泵系统进行制热时，因室外环境温度低，随着热泵系统冷媒蒸发能力的衰减，会出现润滑油和液态冷媒堆积在低压管回路中及积存于气液分离器中造成润滑油回油困难，当工况发生变化或系统运行状态发生剧烈变化时，气液分离器中液态冷媒可能会回到压缩机，由于液态冷媒不可压缩的特性，将造成压缩机出现“液击”现象。现在的市场上的气液分离器及油分装置为独立运作的部件，占据热泵系统过多的位置，热泵系统配置复杂，油分都安装在压机出口高压高温处油分离效果不彻底并且低温工况下冷媒蒸发不彻底，混合油冷媒堆积在系统低压回路中无法再次蒸发，造成系统回油困难运行不稳定。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种种具有系统增焓多功能油分装置，其热泵系统集成了气液分离器、储液器、油分离器、多重增焓功能为一体，简化热泵系统配置，具有上述油分装置的热泵系统冷媒在该装置中进行系统增焓多重热交换满足系统适应各种运行工况。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种具有系统增焓多功能油分装置，系统增焓多功能油分装置包括储液器及气液分离器，气液分离器内贯穿开设有通孔，通孔内安装有加热棒，气液分离器内设有气液分离腔，气液分离器上安装有连通气液分离腔的入气管及出气管，出气管的底部开设有回油孔，气液分离器内还安装有储液器，储液器的上部空腔为换热腔、下部空腔为油液分离腔，换热腔内安装有第一换热器，油液分离腔内安装有油分过滤网、导流横隔板及导流竖隔板，所述油分过滤网横向安装在储液器腔体内的第一换热器底部，所述导流横隔板横向安装在第一换热器底部储液腔内壁上并开设有第一流道，所述导流竖隔板竖直设置在储液器内的底壁上，导流竖隔板把油液分离腔分隔成储油腔及储液腔，油液分离腔底壁上开设有回油出口，第一换热器上的两处接口分别伸出储液器的外部为第一接口及第二接口，储液器的上、下端分别开设有冷媒入口及冷媒出口，所述加热棒及储液器的外围安装有第二换热器，第二换热器上的两处接口分别伸出气液分离器的顶部及底部分别为第二换热管入口及第二换热管出口，冷媒出口与第二换热管入口连通。

进一步地，所述气液分离器的外轮廓形状为圆柱状。

进一步地，所述加热棒与变功率控制器相连接。

进一步地，所述入气管的输出端及所述出气管的输入端在气液分离腔内上、下错开设置。

一种具有系统增焓多功能油分装置的热泵系统，包括压缩机、四通阀、冷凝器、蒸发器及系统增焓多功能油分装置，

系统增焓多功能油分装置包括储液器及气液分离器，气液分离器内贯穿开设有通孔，通孔内安装有加热棒，气液分离器内设有气液分离腔，气液分离器上安装有连通气液分离腔的入气管及出气管，出气管的底部开设有回油孔，气液分离器内还安装有储液器，储液器的上部空腔为换热腔、下部空腔为油液分离腔，换热腔内安装有第一换热器，油液分离腔内安装有油分过滤网、导流横隔板及导流竖隔板，所述油分过滤网横向安装在储液器腔体内的第一换热器底部，所述导流横隔板横向安装在第一换热器底部储液腔内壁上并开设有第一流道，所述导流竖隔板竖直设置在储液器内的底壁上，导流竖隔板把油液分离腔分隔成储油腔及储液腔，油液分离腔底壁上开设有回油出口，第一换热器上的两处接口分别伸出储液器的外部为第一接口及第二接口，储液器的上、下端分别开设有冷媒入口及冷媒出口，所述加热棒及储液器的外围安装有第二换热器，第二换热器上的两处接口分别伸出气液分离器的顶部及底部分别为第二换热管入口及第二换热管出口，冷媒出口与第二换热管入口连通；；

四通阀的四个接口分别连通压缩机的高压侧、冷凝器、蒸发器及入气管，出气管与压缩机的低压侧连通，所述冷凝器的另一端连通有第一单向阀的输入端，第一单向阀的输出端连通冷媒入口；所述蒸发器的另一端连通有第二单向阀的输入端，第二单向阀的输出端连通冷媒入口；冷媒出口与第二换热管入口连通，第二换热管出口通过电磁阀连接第一毛细管与压缩机的低压侧连通，回油出口通过第二毛细管与第一接口连通，第二接口与入气管连通，压缩机的高压侧通过第二电磁阀与冷媒入口连通，第二换热管出口通过第一节流器分成两路分别与第三单向阀及第四单向阀的输入端连接，第三单向阀的输出端与冷凝器连通，第四单向阀的输出端与蒸发器连通。

进一步地，所述第一单向阀的输出端依次通过卸荷阀及第三毛细管与第三单向阀和第四单向阀的输入端连接。

一种具有系统增焓多功能油分装置的增焓热泵系统，包括压缩机、四通阀、冷凝器、蒸发器及系统增焓多功能油分装置，

系统增焓多功能油分装置包括储液器及气液分离器，气液分离器内贯穿开设有通孔，通孔内安装有加热棒，气液分离器内设有气液分离腔，气液分离器上安装有连通气液分离腔的入气管及出气管，出气管的底部开设有回油孔，气液分离器内还安装有储液器，储液器的上部空腔为换热腔、下部空腔为油液分离腔，换热腔内安装有第一换热器，油液分离腔内安装有油分过滤网、导流横隔板及导流竖隔板，所述油分过滤网横向安装在储液器腔体内的第一换热器底部，所述导流横隔板横向安装在第一换热器底部储液腔内壁上并开设有第一流道，所述导流竖隔板竖直设置在储液器内的底壁上，导流竖隔板把油液分离腔分隔成储油腔及储液腔，油液分离腔底壁上开设有回油出口，第一换热器上的两处接口分别伸出储液器的外部为第一接口及第二接口，储液器的上、下端分别开设有冷媒入口及冷媒出口，所述加热棒及储液器的外围安装有第二换热器，第二换热器上的两处接口分别伸出气液分离器的顶部及底部分别为第二换热管入口及第二换热管出口，冷媒出口与第二换热管入口连通；

四通阀的四个接口分别连通压缩机的高压侧、冷凝器、蒸发器及入气管，出气管与压缩机的低压侧连通，所述冷凝器的另一端连通有第一单向阀的输入端，第一单向阀的输出端连通冷媒入口；所述蒸发器的另一端连通有第二单向阀的输入端，第二单向阀的输出端连通冷媒入口；冷媒出口与第二换热管入口连通，第二换热管出口连接第一毛细管与压缩机的低压侧连通，回油出口通过第二毛细管入气管连通，压缩机的高压侧通过第二电磁阀与冷媒入口连通，第一接口与压缩机的补气口连接，第二接口依次连接第六毛细管、第六电磁阀及第六节流器分成两路分别与第三单向阀及第四单向阀的输入端连接，第三单向阀的输出端与冷凝器连通，第四单向阀的输出端与蒸发器连通，回油出口与入气管连通。

进一步地，所述第一单向阀、第二单向阀及第六节流器的输出端之间依次连通有卸荷阀及第七毛细管。

进一步地，所述第一接口通过第五单向阀与压缩机的补气口连接。

进一步地，所述第二换热管出口依次通过电磁阀及第一毛细管与压缩机的回气管连接。

采用上述技术方案，系统增焓多功能的油分装置集成气液分离器及腔内第二换热器、加热棒、储液器内置的第一换热器和油分装置、入气管及出气管上下错开安装形成气液分离器，出气管底部开有回油孔，气液分离器残留小量的润滑油通过系统产生的压差经出气管底部回油孔回到压缩机，该装置中的加热棒实现给堆积的液态冷媒换热蒸发形成气态冷媒，另外，该储液器的腔体内还集成安装有换热腔，该换热腔内安装的第一换热器、油分过滤网、导流横隔板及导流竖隔板构成的油分装置，高温冷媒和油混合气体进入储液器与第一换热器冷凝换热，通过第一换热器时使高温冷媒二次冷凝降温并产生扰动改变气流方向，增大油附着物在混合气体进入储液器放大腔体内减缓流速并再次通过储液器筒壁与进入气液分离器低温热交换降温，使油分子增大半液半气态冷媒在储液腔内的油分过滤网作用下使润滑油与冷媒分离，润滑油通过第一流道落到储油腔中经过回油出口流出，液态冷媒通过第二流道落到储液腔中经过第二换热器入口输送到第二换热器中，第二换热器中的冷媒再次与气液分离器中的回气低温冷媒进行热交换，运行系统冷媒在该装置中进行系统增焓多重热交换，平衡了系统各种工况运行要求，结合系统多节流热交换控制装置，使系统更加稳定。

此外，具有系统增焓多功能的油分装置的热泵系统，集成气液分离器、储液器、油分离器、回气增焓、压机补气增焓多重换热功能，简化热泵系统配置，高温高压的冷媒混合润滑油气体进入储液器较大换热腔中，该状态下的冷媒混合润滑油气体与第一换热器充分扰动与其换热，进一步降低冷媒油混合气体温度，使冷媒流速减缓，增大油分子附作面积，为油分离器创造条件，并进一步气液分离腔中的低温冷媒通过储热器腔的腔壁热交换等共同作用下，促使高温高压冷媒油混气体油分子变大冷媒液化，油液分离效果更好，气液分离器低温冷媒同时获得热能使气液分离器效果更好。

再外，具有系统增焓多功能的油分装置的热泵系统，在上述的装置的基础上，高温高压的冷媒通过第二电磁阀与冷媒入口连通，根据运行工况需求，电磁阀控制冷媒流量，冷媒流入储液器换热腔中同第一换热器热交换提高压机补气冷媒温度再次进入气液分离器与第二换热器与回气低温冷媒热交换起到提高回气冷媒蒸发温度，增强了系统超低温工况的稳定性。

附图说明

图1为本发明的具有系统增焓多功能油分装置的结构示意图；

图2为本发明的具有系统增焓多功能油分装置的热泵系统的结构示意图；

图3为本发明的具有系统增焓多功能油分装置的增焓热泵系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1-3所示，本发明公开了一种具有系统增焓多功能油分装置，系统增焓多功能油分装置30包括储液器34及气液分离器31，气液分离器31内贯穿开设有通孔，通孔内安装有加热棒32，气液分离器31内设有气液分离腔33，气液分离器31上安装有连通气液分离腔33的入气管d及出气管d′，出气管d′的底部开设有回油孔99，气液分离器31内还安装有储液器34，储液器34的上部空腔为换热腔35、下部空腔为油液分离腔48，换热腔35内安装有第一换热器36，油液分离腔48内安装有油分过滤网37、导流横隔板38及导流竖隔板39，油分过滤网37横向安装在储液器34腔体内的第一换热器36底部，导流横隔板38横向安装在第一换热器36底部储液腔34内壁上并开设有第一流道40，导流竖隔板39竖直设置在储液器34内的底壁上，导流竖隔板39把油液分离腔48分隔成储油腔41及储液腔42，油液分离腔48底壁上开设有回油出口e，第一换热器36上的两处接口分别伸出储液器34的外部为第一接口b及第二接口b′，储液器34的上、下端分别开设有冷媒入口c及冷媒出口c′，加热棒32及储液器34的外围安装有第二换热器43，第二换热器43上的两处接口分别伸出气液分离器31的顶部及底部分别为第二换热管入口a及第二换热管出口a′，冷媒出口c′与第二换热管入口a连通。

系统增焓多功能油分装置30的气液分离器31内的的气液分离腔33、加热棒32、入气管及出气管高低错开安装形成气液分离器，该装置中的加热棒32给堆积的液态冷媒加热变成气态冷媒，另外，该气液分离器31的腔体内还集成安装有较大容积安装储液器腔34，换热腔35内安装的第一换热器36、油分过滤网37、导流横隔板38及导流竖隔板39构成的油分装置，冷媒入口及冷媒出口配合输入及输出主要气态冷媒，气态冷媒混合的润滑油通过换热腔35内第一换热器36交换扰动换热流出油分过滤网37使润滑油与冷媒分离，润滑油通过第一流道40落到储油腔41中经过回油出口流出，液态冷媒通过第二流道落到储液腔42中经过第二换热管入口a输送到第二换热器43中，第二换热器43中的冷媒与气液分离器31中的回气低温进行换热，换热腔35中的冷媒又跟第一换热器36进行一重热交换，进入储液器腔34高温冷媒通过筒壁与气液分离器31回气低温冷媒换热，上述装置集成气液分离器及油分离器、储液器、回气增焓、压机补气增焓、系统增焓多重换热功能，运行系统冷媒在该装置中进行多重热交换，并且结合系统多节流热交换装置，平衡了系统各种工况运行要求。

此外，气液分离器31的外轮廓形状为圆柱状。加热棒32与变功率控制器44相连接，变功率控制器44根据气液分离腔33内的液态冷媒的液位及气化情况控制加热棒32的加热功率输出，有效提高控制了液态冷媒温度的蒸发，加热棒32的外围还安装有散热片98。气液分离器31内的入气管d的输出端及出气管d′的输入端在气液分离腔33内上、下错开设置，并且出气管d′的底部开设有回油孔99。

本发明还公开了一种具有系统增焓多功能油分装置的热泵系统，包括压缩机1、四通阀2、冷凝器3、蒸发器11及系统增焓多功能油分装置30，

系统增焓多功能油分装置30包括储液器34及气液分离器31，气液分离器31内贯穿开设有通孔，通孔内安装有加热棒32，气液分离器31内设有气液分离腔33，气液分离器31上安装有连通气液分离腔33的入气管d及出气管d′，出气管d′的底部开设有回油孔99，气液分离器31内还安装有储液器34，储液器34的上部空腔为换热腔35、下部空腔为油液分离腔48，换热腔35内安装有第一换热器36，油液分离腔48内安装有油分过滤网37、导流横隔板38及导流竖隔板39，油分过滤网37横向安装在储液器34腔体内的第一换热器36底部，导流横隔板38横向安装在第一换热器36底部储液腔34内壁上并开设有第一流道40，导流竖隔板39竖直设置在储液器34内的底壁上，导流竖隔板39把油液分离腔48分隔成储油腔41及储液腔42，油液分离腔48底壁上开设有回油出口e，第一换热器36上的两处接口分别伸出储液器34的外部为第一接口b及第二接口b′，储液器34的上、下端分别开设有冷媒入口c及冷媒出口c′，加热棒32及储液器34的外围安装有第二换热器43，第二换热器43上的两处接口分别伸出气液分离器31的顶部及底部分别为第二换热管入口a及第二换热管出口a′，冷媒出口c′与第二换热管入口a连通；；

四通阀2的四个接口分别连通压缩机1的高压侧、冷凝器3、蒸发器11及入气管d，出气管d′与压缩机1的低压侧连通，冷凝器3的另一端连通有第一单向阀4的输入端，第一单向阀4的输出端连通冷媒入口c；蒸发器11的另一端连通有第二单向阀18的输入端，第二单向阀18的输出端连通冷媒入口c；冷媒出口c′与第二换热管入口a连通，第二换热管出口a′通过第一电磁阀96连接第一毛细管24与压缩机1的低压侧连通，回油出口e通过第二毛细管25与第一接口b连通，第二接口b′与入气管d连通，压缩机1的高压侧通过第二电磁阀17与冷媒入口c连通，第二换热管出口a′通过第一节流器26分成两路分别与第三单向阀19及第四单向阀10的输入端连接，第三单向阀19的输出端与冷凝器3连通，第四单向阀10的输出端与蒸发器11连通。第一单向阀4的输出端依次通过卸荷阀15及第三毛细管27与第三单向阀19和第四单向阀10的输入端连接。具有系统增焓多功能油分装置30的热泵系统，集成气液分离器及油分离器、储液器、回气增焓、压机补气增焓、系统增焓多重换热功能，简化热泵系统配置，高温高压的冷媒混合润滑油气体进入换热腔35中，该状态下的冷媒混合润滑油气体与第一换热器36充分扰动与其换热，气液分离腔33中的低温冷媒通过换热腔35的腔壁与其热交换共同作用，高温高压冷媒油混合物气体进一步降温，使分子变大，油液分离效果更好。

冷媒经过在该热泵系统中进行热交换：回气低温冷媒进入气液分离腔33，通过冷凝器3高温高压的冷媒经过储液器34上的筒壁冷热交换；高温高压冷媒进入换热腔35中与第一换热器36进行热交换。

第一单向阀4的输出端依次通过卸荷阀15及第三毛细管27分别与第三单向阀19及第四单向阀10的输入端连接。

上述的热泵系统的工作原理如下：

当热泵系统在制热水或者空调制冷时，系统主回路的冷媒流动方向为：

压缩机1→四通阀2→冷凝器3→第一单向阀4→冷媒入口c→冷媒出口c′→第二换热管入口a→第二换热管出口a′→第一节流器26→第四单向阀10→蒸发器11→入气管d→出气管d′→压缩机1。

当热泵系统在制热水或者空调制冷时，润滑油回路的冷媒流动方向为：

压缩机1→四通阀2→冷凝器3→第一单向阀4→冷媒入口c→回油出口e→第二毛细管25→第一接口b→第二接口b′→入气管d→出气管d′→压缩机1。

当外界环境超低温状态时，该系统的旁路高温高压的气态冷媒从压缩机1经过第二电磁阀17进入换热腔中，提升换热腔的冷媒温度，改善系统工况。

当热泵系统作为冷凝器除霜时，系统主回路的冷媒流动方向为：

压缩机1→四通阀2→蒸发器11→第二单向阀18→冷媒入口c→冷媒出口c′→第二换热管入口a→第二换热管出口a′→第一节流器26→第三单向阀19→冷凝器3→四通阀2→入气管d→出气管d′→压缩机1。

本发明还公开了一种具有系统增焓多功能油分装置的增焓热泵系统，包括压缩机1、四通阀2、冷凝器3、蒸发器11及系统增焓多功能油分装置30，

系统增焓多功能油分装置30包括储液器34及气液分离器31，气液分离器31内贯穿开设有通孔，通孔内安装有加热棒32，气液分离器31内设有气液分离腔33，气液分离器31上安装有连通气液分离腔33的入气管d及出气管d′，出气管d′的底部开设有回油孔99，气液分离器31内还安装有储液器34，储液器34的上部空腔为换热腔35、下部空腔为油液分离腔48，换热腔35内安装有第一换热器36，油液分离腔48内安装有油分过滤网37、导流横隔板38及导流竖隔板39，油分过滤网37横向安装在储液器34腔体内的第一换热器36底部，导流横隔板38横向安装在第一换热器36底部储液腔34内壁上并开设有第一流道40，导流竖隔板39竖直设置在储液器34内的底壁上，导流竖隔板39把油液分离腔48分隔成储油腔41及储液腔42，油液分离腔48底壁上开设有回油出口e，第一换热器36上的两处接口分别伸出储液器34的外部为第一接口b及第二接口b′，储液器34的上、下端分别开设有冷媒入口c及冷媒出口c′，加热棒32及储液器34的外围安装有第二换热器43，第二换热器43上的两处接口分别伸出气液分离器31的顶部及底部分别为第二换热管入口a及第二换热管出口a′，冷媒出口c′与第二换热管入口a连通；

四通阀2的四个接口分别连通压缩机1的高压侧、冷凝器3、蒸发器11及入气管d，出气管d′与压缩机1的低压侧连通，冷凝器3的另一端连通有第一单向阀4的输入端，第一单向阀4的输出端连通冷媒入口c；蒸发器11的另一端连通有第二单向阀18的输入端，第二单向阀18的输出端连通冷媒入口c；冷媒出口c′与第二换热管入口a连通，第二换热管出口a′通过第二单向阀18连接第一毛细管24与压缩机1的低压侧连通，回油出口e通过第二毛细管25入气管d连通，压缩机1的高压侧通过第二电磁阀17与冷媒入口c连通，第一接口b与压缩机1的补气口连接，第二接口b′依次连接第六毛细管20、第六电磁阀21及第六节流器22分成两路分别与第三单向阀19及第四单向阀10的输入端连接，第三单向阀19的输出端与冷凝器3连通，第四单向阀10的输出端与蒸发器11连通，回油出口e与入气管d连通。第一接口b通过第五单向阀23与压缩机1的补气口连接。第二换热管出口a′依次通过第一电磁阀96及第一毛细管24与压缩机1的回气管连接。

具有系统增焓多功能油分装置30的增焓热泵系统，在上述的装置的基础上，高温高压的冷媒通过第二电磁阀17与冷媒入口连通，控制冷媒开启时间和流量，冷媒流入换热腔35中经第一换热器36冷热交换提高压补气温度并进入气液分离器31与回气低温冷媒热交换起到提高回气冷媒蒸发温度及压缩机回气冷媒温度，增强了系统超低温工况的稳定性。第一单向阀4、第二单向阀18及第六节流器22的输出端之间依次连通有卸荷阀15及第七毛细管27，系统出现高于设定压力时，冷媒通过卸荷阀15经第七毛细管27节流，降低压力的同时降低蒸发器温度，起到稳定系统的作用。第一接口b通过第五单向阀23与压缩机1的补气口连接。

上述的热泵系统的工作原理如下：

当热泵系统在制热水或者空调制冷时，系统主回路的冷媒流动方向为：

压缩机1→四通阀2→冷凝器3→第一单向阀4→冷媒入口c→冷媒出口c′→第二换热管入口a→第二换热管出口a′→第六节流器22→第四单向阀10→蒸发器11→入气管d→出气管d′→压缩机1。

当热泵系统在制热水或者空调制冷时，润滑油回路的冷媒流动方向为：

压缩机1→四通阀2→冷凝器3→第一单向阀4→冷媒入口c→回油出口e→第二毛细管25→入气管d→出气管d′→压缩机1。

当外界环境超低温状态时，该系统的旁路高温高压的气态冷媒从压缩机1经过第二电磁阀17进入换热腔中，提升换热腔的冷媒温度，改善系统工况。

当外界环境超高温冷凝换热不良状态时系统出现负荷运行，该系统的第二换热出口a′打开第一电磁阀96经第一毛细管24产生的低压低温冷媒进入压缩机与回气较高温冷媒热交换，降低回气温度改善压缩机工况。

当系统出现超高压运行时，该系统卸荷阀15自动打开泄流，经第七毛细管27节流后低压低温冷媒进入蒸发器11起到降低蒸发器温度及系统泄压，改善系统工况。

系统补气增焓状态时，该系统的冷媒从第二换热管出口a′→第六电磁阀21→第六节流器22→第一接口b→第二接口b′→压缩机1。

当热泵系统在空调制热时，系统主回路的冷媒流动方向为：

压缩机1→四通阀2→蒸发器11→第二单向阀18→冷媒入口c→冷媒出口c′→第二换热管入口a→第二换热管出口a′→第六节流器22→第三单向阀19→冷凝器3→四通阀2→入气管d→出气管d′→压缩机1。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。