一种多重换热油分装置及其热泵系统的制作方法

本发明涉及热泵设备，特别涉及一种多重换热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。但是，现有技术中，现有的油分装置并未充分利用热泵系统的换热功能，发挥良好的回油效果。针对现有技术的缺陷，有必要对油分装置及其热泵系统作出技术改进。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种回油效果良好、油分装置内部实现多重换热回油，安装该油分装置的热泵系统运行高效。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种多重换热油分装置，油分装置包括油分离器及设置在油分离器外围的外筒，油分离器的中部空腔为第一换热腔，油分离器及外筒之间的空腔为第二换热腔，第一换热腔由上到下分别安装有第一换热器及油分过滤网，油分离器的上、下两端分别开设有进气管及出气管，第二换热腔上对应的外筒的上、下两端分别开设有回气进气管及回气出气管，第一换热器上的两处接口分别伸出油分离器的外部分别为第一接口及第二接口，第二换热腔内分别安装有第二换热器及第三换热器，第二换热器上的两处接口分别伸出外筒的外部分别为第三接口及第四接口，第三换热器上的两处接口分别伸出外筒的外部分别为第五接口及第六接口，油分离器的第一换热腔底部安装有回油管。

进一步地，所述油分离器及所述外筒的外轮廓形状均呈圆柱状一体成型安装。

进一步地，所述第二换热器及所述第三换热器分别上、下安装在第二换热腔内。

进一步地，所述第三接口及第四接口与第五接口及第六接口均从外筒的同一侧伸出。

本发明还公开了一种具有多重换热油分装置的热泵系统，包括压缩机、四通阀、第四换热器、第五换热器及油分装置，

油分装置包括油分离器及设置在油分离器外围的外筒，油分离器的中部空腔为第一换热腔，油分离器及外筒之间的空腔为第二换热腔，第一换热腔由上到下分别安装有第一换热器及油分过滤网，油分离器的上、下两端分别开设有进气管及出气管，第二换热腔上对应的外筒的上、下两端分别开设有回气进气管及回气出气管，第一换热器上的两处接口分别伸出油分离器的外部分别为第一接口及第二接口，第二换热腔内分别安装有第二换热器及第三换热器，第二换热器上的两处接口分别伸出外筒的外部分别为第三接口及第四接口，第三换热器上的两处接口分别伸出外筒的外部分别为第五接口及第六接口，油分离器的第一换热腔底部上安装有回油管；

四通阀的四个接口分别连通压缩机的高压侧、回气进气管、第四换热器及第五换热器，所述第四换热器的另一端连通第一单向阀的输入端，第一单向阀的输出端连通进气管；所述第五换热器的另一端连通第二单向阀的输入端，第二单向阀的输出端连通进气管；出气管与第三接口连通，回气出气管的输出端连通压缩机的低压侧，第二接口与回气进气管连通，回油管与第一接口连通，回油管及第一接口之间还连通有第一节流器，第五接口与进气管连通，第五接口及进气管之间还连通有第三节流器，第六接口与压缩机的高压侧连通，第三接口连通第二节流器的一端，第二节流器的另一端分为两路分别连通第三单向阀及第四单向阀的输入端；第三单向阀及第四单向阀的输出端连通第一单向阀及第二单向阀的输入端。

进一步地，所述第一节流器及所述第三节流器均为毛细管。

进一步地，所述压缩机的高压侧及第六接口之间还连通有电磁阀(20)。

进一步地，述回气出气管及第二节流器之间连通有第一毛细管及卸荷阀。

本发明还公开了一种具有增焓发生器的多重换热油分装置的热泵系统，其特征在于：包括压缩机、四通阀、第四换热器、第五换热器及油分装置，

油分装置包括油分离器及设置在油分离器外围的外筒，油分离器的中部空腔为第一换热腔，油分离器及外筒之间的空腔为第二换热腔，第一换热腔由上到下分别安装有第一换热器及油分过滤网，油分离器的上、下两端分别开设有进气管及出气管，第二换热腔上对应的外筒的上、下两端分别开设有回气进气管及回气出气管，第一换热器上的两处接口分别伸出油分离器的外部分别为第一接口及第二接口，第二换热腔内分别安装有第二换热器及第三换热器，第二换热器上的两处接口分别伸出外筒的外部分别为第三接口及第四接口，第三换热器上的两处接口分别伸出外筒的外部分别为第五接口及第六接口，油分离器的第一换热腔底部上安装有回油管；

四通阀的四个接口分别连通压缩机的高压侧、回气进气管、第四换热器及第五换热器，所述第四换热器的另一端连通第一单向阀的输入端，第一单向阀的输出端连通进气管；所述第五换热器的另一端连通第二单向阀的输入端，第二单向阀的输出端连通进气管；出气管与第三接口连通，回气出气管的输出端连通压缩机的低压侧，第一接口与第三接口连通，第一接口及第三接口之间连通有第四节流器，第二接口及压缩机之间连通有第五单向阀，回油管与第一节流器的一端连通，第一节流器的另一端与压缩机的低压侧连通，第五接口与进气管连通，第五接口及进气管之间还连通有第三节流器，第六接口与压缩机的高压侧连通，第三接口连通第二节流器的一端，第二节流器的另一端分为两路分别连通第三单向阀及第四单向阀的输入端；第三单向阀及第四单向阀的输出端连通第一单向阀及第二单向阀的输入端。

采用上述技术方案，由于该油分装置采用油分离器配合外筒安装，上述的部件形成的第一、第二换热腔，第一换热腔内安装有第一换热器，第二换热腔内安装有第二换热器及第三换热器，进气管及出气管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第一换热腔内的油分过滤网使润滑油与冷媒分离，润滑油最终落到第一换热腔的底部，为了使润滑油与冷媒分离更加彻底，第一换热腔内的第一换热器与输入冷媒进行第一重热交换，第二换热腔内的第二换热器及第三换热器是分别独立的换热器，两个独立的换热器在第二换热腔内实现第二次换热，由于两个换热腔相邻设置，第一换热腔与第二换热腔第三次实现换热，实现三次换热的主回路冷媒中的润滑油分离更加彻底，回油到压缩机的效果良好。

此外，安装该油分装置的热泵系统，冷媒通过油分离器的上、下的进气管及出气管输送主回路冷媒，第一换热腔底部的润滑油通过回油管再经过节流器的作用下节流经过第一换热器，第一换热器设置在第一换热腔内实现第一次换热，第一换热器输出的冷媒经过第二换热腔，第二换热腔内的两个独立换热器实现多两重换热，加上两个换热腔相邻设置，多重换热的设置促使系统中的润滑油与冷媒分离更加彻底，安装该油分装置的热泵系统回油效果良好。

再外，安装该油分装置的热泵系统具有增焓发生器，冷媒的回气经过第二换热器的进行热交换后经过第五单向阀后回到压缩机，改善了低温运行工况，从而整体提高了热泵系统的性能，使热泵系统对环境的适应能力大大提升。

附图说明

图1为本发明的一种多重换热油分装置的结构示意图；

图2为本发明的一种具有多重换热油分装置的热泵系统的结构示意图；

图3为本发明的一种具有增焓发生器的多重换热油分装置的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。

本发明公开了一种多重换热油分装置，油分装置30包括油分离器31及设置在油分离器31外围的外筒32，油分离器31的中部空腔为第一换热腔33，油分离器31及外筒32之间的空腔为第二换热腔34，第一换热腔33由上到下分别安装有第一换热器19及油分过滤网35，油分离器31的上、下两端分别开设有进气管a及出气管a′，第二换热腔34上对应的外筒32的上、下两端分别开设有回气进气管b及回气出气管b′，第一换热器19上的两处接口分别伸出油分离器31的外部分别为第一接口c及第二接口c′，第二换热腔34内分别安装有第二换热器8及第三换热器21，第二换热器8上的两处接口分别伸出外筒32的外部分别为第三接口d及第四接口d′，第三换热器21上的两处接口分别伸出外筒32的外部分别为第五接口e及第六接口e′，油分离器31的第一换热腔33底部上安装有回油管16。

冷媒的主回路通过进气管a输送到第一换热腔内部通过油分过滤网35过滤，润滑油汇集到第一换热腔的底部，出气管a′所在的管道伸入到第一换热腔中，出气管a′在第一换热腔中的端口开设位于油分过滤网35及第一换热腔的底部之间的空隙的三分之二处，油分过滤网35在第一换热腔中的端口高于润滑油的液位。

由于该油分装置采用油分离器配合外筒安装，上述的部件形成的第一、第二换热腔33、34，第一换热腔33内安装有第一换热器33，第二换热腔34内安装有第二换热器34及第三换热器21，进气管及出气管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第一换热腔33内的油分过滤网使润滑油与冷媒分离，润滑油最终落到第一换热腔33的底部，为了使润滑油与冷媒分离更加彻底，第一换热腔33内的第一换热器19与输入冷媒进行第一重热交换，第二换热腔34内的第二换热器8及第三换热器21是分别独立的换热器，两个独立的换热器在第二换热腔34内实现第二次换热，由于两个换热腔相邻设置，第一换热腔与第二换热腔34第三次实现换热，实现三次换热的主回路冷媒中的润滑油分离更加彻底，回油到压缩机的效果良好。

此外，油分离器31及外筒32的外轮廓形状均呈圆柱状并一体成型安装，使两个换热腔的形状安装的换热管的换热效果相同。第二换热器8及第三换热器21分别上、下安装在第二换热腔34内，第一换热器19及第二换热器8均与第三换热器21分别相对交错走向安装在第二换热腔34内，使换热器的冷媒走向为交错走向形成对流，使第一换热管内的润滑油的换热效果更佳。第三接口d及第四接口d′与第五接口e及第六接口e′均从外筒32的同一侧伸出。

本发明公开了一种具有多重换热油分装置的热泵系统，包括压缩机1、四通阀2、第四换热器3、第五换热器13及油分装置30，

油分装置30包括油分离器31及设置在油分离器31外围的外筒32，油分离器31的中部空腔为第一换热腔33，油分离器31及外筒32之间的空腔为第二换热腔34，第一换热腔33由上到下分别安装有第一换热器19及油分过滤网35，油分离器31的上、下两端分别开设有进气管a及出气管a′，第二换热腔34上对应的外筒32的上、下两端分别开设有回气进气管b及回气出气管b′，第一换热器19上的两处接口分别伸出油分离器31的外部分别为第一接口c及第二接口c′，第二换热腔34内分别安装有第二换热器8及第三换热器21，第二换热器8上的两处接口分别伸出外筒32的外部分别为第三接口d及第四接口d′，第三换热器21上的两处接口分别伸出外筒32的外部分别为第五接口e及第六接口e′，油分离器31的第一换热腔33底部上安装有回油管16；

四通阀2的四个接口分别连通压缩机1的高压侧、回气进气管b、第四换热器3及第五换热器13，第四换热器3的另一端连通第一单向阀5的输入端，第一单向阀5的输出端连通进气管a；第五换热器13的另一端连通第二单向阀24的输入端，第二单向阀24的输出端连通进气管a；出气管a′与第三接口d连通，回气出气管b′的输出端连通压缩机1的低压侧，第二接口c′与回气进气管b连通，回油管16与第一接口c连通，回油管16及第一接口c之间还连通有第一节流器28，第五接口e与进气管a连通，第五接口e及进气管a之间还连通有第三节流器23，第六接口e′与压缩机1的高压侧连通，第三接口d连通第二节流器10的一端，第二节流器10的另一端分为两路分别连通第三单向阀11及第四单向阀25的输入端；第三单向阀11及第四单向阀25的输出端连通第一单向阀5及第二单向阀24的输入端。安装该油分装置的热泵系统，冷媒通过油分离器的上、下的进气管a及出气管a′输送主回路冷媒，第一换热腔33底部的润滑油通过回油管16再经过节流器的作用下节流经过第一换热器19，第一换热器19设置在第一换热腔33内实现第一次换热，第一换热器19输出的冷媒经过第二换热腔34，第二换热腔34内的两个独立换热器实现多两重换热，加上两个换热腔相邻设置，多重换热的设置促使系统中的润滑油与冷媒分离更加彻底，安装该油分装置的热泵系统回油效果良好。

此外，第一节流器28及第三节流器23均为毛细管。压缩机1的高压侧及第六接口e′之间还连通有电磁阀20，设置电磁阀20能在极端环境下人工或设置自动控制方式启动电磁阀20使高温高压的冷媒输送到第二换热器8中，与回气低温冷媒热交换起到增焓作用，实现热泵系统自动化操作。回气出气管b′及第二节流器10之间连通有第一毛细管27及卸荷阀26。该路起到系统卸荷作用，热泵系统出现压力过高，导致排气过高，负荷过重到一定压力时，卸荷阀26经第一毛细管27节流后进入回气管，起到降压降负荷的作用。

上述的热泵系统的工作原理如下：

当热泵系统在制热时，系统主回路的冷媒流动方向为：压缩机1→四通阀2→第四换热器3(制热水)→第一单向阀5→进气管a→第一换热腔33→出气管a′→第二换热器8→第三接口d→第二节流器10→第三单向阀11→第五换热器13(空调制冷)→四通阀2→回气进气管b→回气出气管b′→压缩机1。

当热泵系统在制热时，润滑油混合冷媒从第一接口a进入油分装置后，润滑油通过油分过滤网35实现油分离，润滑油或润滑油的冷媒混合物从回油管16流经第一节流器28，经节流降压后进入第一换热器19与第一换热腔33内外热交换作用，对从进气管a进入第一换热腔33的冷媒进一步冷却，从而改善冷媒工况。

当热泵系统在制冷时，系统主回路的冷媒流动方向为：压缩机1→四通阀2→第五换热器13→第二单向阀24→进气管a→第一换热腔33→出气管a′→第二换热器8→第三接口d→第四单向阀25→第四换热器3→四通阀2→回气进气管b→回气出气管b′→压缩机1。

当热泵系统在制冷时，润滑油混合冷媒从第一接口a进入油分装置后，润滑油通过油分过滤网35实现油分离，润滑油或润滑油的冷媒混合物从回油管16流经第一节流器28，经节流降压后进入第一换热器19与第一换热腔33内外热交换作用，对从进气管a进入第一换热腔33的冷媒进一步冷却，从而改善冷媒工况。

当热泵系统在低温工作时，系统增焓，冷媒流动方向为：压缩机1→电磁阀20→第二换热腔34→第三换热器21→第三节流器23→进气管a。

当热泵系统在高温工作时，系统自动降压降温，系统自动打开卸荷阀26，高温高压冷媒流经第一毛细管27，最后回到压缩机1。

本发明还公开了一种具有增焓发生器的多重换热油分装置的热泵系统，包括压缩机1、四通阀2、第四换热器3、第五换热器13及油分装置30，

油分装置30包括油分离器31及设置在油分离器31外围的外筒32，油分离器31的中部空腔为第一换热腔33，油分离器31及外筒32之间的空腔为第二换热腔34，第一换热腔33由上到下分别安装有第一换热器19及油分过滤网35，油分离器31的上、下两端分别开设有进气管a及出气管a′，第二换热腔34上对应的外筒32的上、下两端分别开设有回气进气管b及回气出气管b′，第一换热器19上的两处接口分别伸出油分离器31的外部分别为第一接口c及第二接口c′，第二换热腔34内分别安装有第二换热器8及第三换热器21，第二换热器8上的两处接口分别伸出外筒32的外部分别为第三接口d及第四接口d′，第三换热器21上的两处接口分别伸出外筒32的外部分别为第五接口e及第六接口e′，油分离器31的第一换热腔33底部上安装有回油管16；

四通阀2的四个接口分别连通压缩机1的高压侧、回气进气管b、第四换热器3及第五换热器13，第四换热器3的另一端连通第一单向阀5的输入端，第一单向阀5的输出端连通进气管a；第五换热器13的另一端连通第二单向阀24的输入端，第二单向阀24的输出端连通进气管a；出气管a′与第三接口d连通，回气出气管b′的输出端连通压缩机1的低压侧，第一接口c与第三接口d连通，第一接口c及第三接口d之间连通有第四节流器17，第二接口c′及压缩机1之间连通有第五单向阀29，回油管16与第一节流器28的一端连通，第一节流器28的另一端与压缩机1的低压侧连通，第五接口e与进气管a连通，第五接口e及进气管a之间还连通有第三节流器23，第六接口e′与压缩机1的高压侧连通，第三接口d连通第二节流器10的一端，第二节流器10的另一端分为两路分别连通第三单向阀11及第四单向阀25的输入端；第三单向阀11及第四单向阀25的输出端连通第一单向阀5及第二单向阀24的输入端。

安装该油分装置的热泵系统具有增焓发生器，冷媒的回气经过第二换热器的进行热交换后经过第五单向阀后回到压缩机，改善了低温运行工况，从而整体提高了热泵系统的性能，使热泵系统对环境的适应能力大大提升。

上述的带有增焓发生器的热泵系统的工作原理如下：

当热泵系统在制热时，系统主回路的冷媒流动方向为：压缩机1→四通阀2→第四换热器3→第一单向阀5→进气管a→第二节流器10→第三单向阀11→第五换热器13→四通阀2→回气进气管b→回气出气管b′→压缩机1。

当热泵系统在制热时，当热泵系统在制热水或者空调制冷时，润滑油混合冷媒从第一接口a进入油分装置后，润滑油通过油分过滤网35实现油分离，润滑油或润滑油的冷媒混合物从回油管16流经第一节流器28，经节流降压后进入第一换热器19与第一换热腔33内外热交换作用，对从进气管a进入第一换热腔33的冷媒进一步冷却，从而改善冷媒工况。

当热泵系统在制冷时，系统主回路的冷媒流动方向为：压缩机1→四通阀2→第五换热器13→第二单向阀24→进气管a→第一换热腔33→出气管a′→第二换热器8→第三接口d→第四单向阀25→第四换热器3→四通阀2→回气进气管b→回气出气管b′→压缩机1。

当热泵系统在制冷时，润滑油混合冷媒从第一接口a进入油分装置后，润滑油通过油分过滤网35实现油分离，润滑油或润滑油的冷媒混合物从回油管16流经第一节流器28，经节流降压后进入第一换热器19与第一换热腔33内外热交换作用，对从进气管a进入第一换热腔33的冷媒进一步冷却，从而改善冷媒工况。

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。