专利名称：直接膨胀式土壤源热泵的回油控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种地源热泵技术，特别是涉及一种保证系统高效、稳定地运行的直 接膨胀式土壤源热泵的回油控制装置。
背景技术：
众所周知，直接膨胀式土壤源热泵是把制冷剂直接通入地埋管换热器， 制冷剂与周围介质进行直接换热。热泵在冬季供热模式下，压缩机中的润滑油随液态制冷 剂进入地下换热器，制冷剂吸收周围土壤中的热量，由低压液态变为低压气态，被制冷剂带 入地埋管换热器中的润滑油则停留在地埋管的底部，由于换热器上升管中的气体流速较 低，润滑油不能被带回压缩机中，而滞留在地埋管的底部，随着系统不断运行，造成压缩机 缺油甚至损坏压缩机。对于直接膨胀式土壤源热泵系统，通常解决压缩机回油的方法有1)在地面上设 置高效的回油装置，减少进入地下换热器润滑油量，它只能延缓润滑油在换热器底部聚集 速度，但不能把换热器底部的润滑油送回到压缩机中；2)提高U型埋管上升管内气态制冷 剂的流速，把润滑油带回压缩机中；但是如果机组连续在低负荷状态运行时，该方法不能解 决压缩机回油困难的问题；3)在地下换热器上升管上设置回油弯，保证系统回油，该方法 的原理同样是利用上升管中制冷剂流速把润滑油带到回油弯中，如果系统在低负荷长期运 行，存在和2)相同的问题；以上方法均不能从根本上解决压缩机回油困难的问题，特别是 系统在低负荷长期运转情况下，压缩机还会存在回油问题，影响系统正常运行，从而，极大 地限制了常规的直接膨胀式土壤源热泵的推广和应用。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种保证系统高效、稳定地运行 的直接膨胀式土壤源热泵的回油控制装置。本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是它包括地下埋置 U形管换热器、压缩机和控制器，其特征在于本发明包括U形管换热器、润滑油收集管、回 油管、回填材料、U形管下降管、U形管上升管、A电磁阀、B电磁阀、压缩机、室内换热器、膨 胀阀、控制阀、和信号接收器，所述的U形管上升管通过A电磁阀和回油管通过B电磁阀与 压缩机进气管连接，压缩机与室内换热器连接，室内换热器与膨胀阀连接，膨胀阀与U形管 下降管连接，控制阀控制A电磁阀和B电磁阀的启闭，信号接收器将从压缩机油面高低发出 的信号传给控制阀。本发明还可以采用以下技术方案所述的所述的润滑油收集管与U形管换热器的 底部连成一体。所述的管径较小的回油管为螺旋形缠绕在U形管上升管上，回油管的一端与润滑 油收集管相通，另一端通过B电磁阀与压缩机连接。本发明具有的优点和积极效果是在地下U形管换热器的底部设置润滑油收集 管，管路润滑油不会堵塞，不会出现压缩机停机问题；通过实施监测压缩机润滑油面变化情 况，能够准确、直观地反映出压缩机润滑油情况，避免了可能造成压缩机缺油甚至损坏的问题；系统采用回油措施，能够保证系统在低负荷运行时回油效率，从而保证系统长期、稳定、 不间断地运行；回油管采用螺旋形式缠绕在地下U形管换热器上升管上，与竖直管相比，系 统更容易回油，回油速度迅速。
图1是本发明整体结构示意图；图2是地下埋置U形管结构示意图；图3是图2的 俯视示意图。图1-图3中1. U形管换热器，2.润滑油收集管，3.回油管，4.回填材料，5. U形 管下降管，6. U形管上升管，7A电磁阀，8. B电磁阀，9.压缩机，10.室内换热器，11.膨胀阀， 12.控制阀，13.信号接收器。
具体实施例方式为能进一步了解本发明的发明内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图 详细说明如下，请参阅图1-图3。如图1-图3所示本发明包括U形管换热器1、润滑油收集管2、回油管3、回填材 料4、U形管下降管5、U形管上升管6、A电磁阀7、B电磁阀8、压缩机9、室内换热器10、膨 胀阀11、控制阀12、和信号接收器13，在埋置的U形管换热器四周夯实回填材料4 ；所述的 U形管上升管6通过A电磁阀7，管径较小的回油管3通过B电磁阀8与压缩机9进气管连 接，压缩机9与室内换热器10连接，室内换热器10与膨胀阀11连接，膨胀阀11与U形管 下降管5连接，经压缩机9压缩后的高温高压气态制冷剂，被送到室内换热器10中，与室内 空气换热，变为低温高压气体，然后经过膨胀阀11节流，变为低温低压气体，送入地埋U形 管换热器1换热。控制阀12控制A电磁阀7和B电磁阀8的启闭，信号接收器13将从压缩机9油 面高低的信号传给控制阀12 ；所述的润滑油收集管2与U形管换热器1底部连成一体；所 述的管径较小的回油管3为螺旋形缠绕在U形管上升管6上，回油管3的一端与润滑油收 集管2相通，另一端通过B电磁阀8与压缩机9连接。本发明通过信号接收器13接收压缩机9润滑油液面变化信息，实时监测液面变化 情况，对比实际液面高度与设置的压缩机9正常工作润滑油面，来判断压缩机9是否需要回 油。通过控制阀12打开或关闭设置在润滑油收集管2上回油管3和换热器上升管6上的 A电磁阀7和B电磁阀8，提高润滑油收集管2前后压差和上升管内制冷剂流速，以及由于 管径较小的回油管3为螺旋形式，更加有利实现系统回油。操作时，热泵开始进入供热模式，本发明采用回油措施，来实现系统上述回油控 制，即当润滑油液面降到事先设定的最低回油液面b时，开始回油，打开设置在润滑油收集 管2上回油管3上的B电磁阀8，关闭上升管上的A电磁阀7，利用前后压差和制冷剂在回 油管中较大的流速把润滑带回到压缩机9中，压缩机9中润滑油液面不断上升达到最高液 面a时，停止回油操作，系统完成回油。其实施步骤如下1).压缩机9润滑油面分为两个液面最高液面a、最低回油液 面b ;2).连续监测压缩机9润滑油液面，在系统运行过程中，液面继续下降，达到最低回油 面b，大部分润滑油被收集到润滑油收集管2中系统进入回油操作打开回油管3上B电磁阀8，关闭地下U形管上升管6上A电磁阀7，提高管内制冷剂的压力，利用不断增加的前后 压差和回油管中较大的流速，把润滑油带到压缩机9中。压缩机9润滑油液面不断增加，当 达到最高液面a时，系统回油操作结束，热泵继续正常运行。其优点是在地下U形管换热器的底部设置润滑油收集管，管路不会堵塞，造成压 缩机停机；通过监测压缩机润滑油面变化，能够准确、直观地反映出压缩机润滑油情况，避 免了压缩机缺油甚至损坏的问题；保证系统在低负荷运行时回油效率，保证系统长期、稳 定、不间断地运行；回油管采用螺旋形式缠绕在地下U形管换热器上升管上，系统更容易回 油，回油速度迅速。以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范 围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方 案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
权利要求
一种直接膨胀式土壤源热泵的回油控制装置，它包括地下埋置U形管换热器、压缩机和控制器，其特征在于本发明包括地下埋置U形管换热器(1)、润滑油收集管(2)、回油管(3)、回填材料(4)、U形管下降管(5)、U形管上升管(6)、A电磁阀(7)、B电磁阀(8)、压缩机(9)、室内换热器(10)、膨胀阀(11)、控制阀(12)、和信号接收器(13)，所述的U形管上升管(6)通过A电磁阀(7)和回油管(3)通过B电磁阀(8)与压缩机(9)进气管连接，压缩机(9)与室内换热器(10)连接，室内换热器(10)与膨胀阀(11)连接，膨胀阀(11)与U形管下降管(5)连接，控制阀(12)控制A电磁阀(7)和B电磁阀(8)的启闭，信号接收器(13)将从压缩机(9)油面高低的信号传给控制阀(12)。
2.根据权利要求1所述的直接膨胀式土壤源热泵的回油控制装置，其特征在于所述 的润滑油收集管(2)与U形管换热器(1)的底部连成一体。
3.根据权利要求1所述的直接膨胀式土壤源热泵的回油控制装置，其特征在于所述 的管径较小的回油管(3)为螺旋形缠绕在U形管上升管(6)上，回油管(3 >的一端与润滑 油收集管⑵相通，另一端通过B电磁阀⑶与压缩机(9)连接。
全文摘要
本发明涉及一种直接膨胀式土壤源热泵的回油控制装置，在U形地埋管换热器最底部设置润滑油收集管，并与管径较小的回油管相连，回油管以螺旋形式缠绕在U形管的上升管上，与地面压缩机进气管相连，通过压缩机润滑油液面变化，判断是否进行回油循环，当润滑油面低于最低回油面时，通过设置在U形管上升管和回油管上电磁阀的启闭，使制冷剂通过回油管道，利用前后压差和制冷剂在回油管内较大的流速，把润滑油收集管内的润滑油重新带到压缩机中，实现热泵系统顺利回油。优点是解决了系统在高负荷运行和低负荷运行下的压缩机回油问题，同时，避免了供热模式下，系统不能长时间连续运行的缺陷，从而保证系统高效、稳定地运行。
文档编号F25B49/02GK101881528SQ20101024127
公开日2010年11月10日 申请日期2010年7月30日 优先权日2010年7月30日
发明者吕访桐, 王照汉, 贾韶强 申请人:中国汽车工业工程公司;机械工业第四设计研究院