CN109163479A - 一种自动回油燃气热泵系统 - Google Patents

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李帅旗
冯自平
张建军
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Abstract

本发明公开了一种自动回油燃气热泵系统，包括制冷剂循环系统和自动回油系统；所述的制冷剂循环系统包括压缩机、油分离器、汽液分离器、套管换热器、散热器、四通阀、干燥器、室内换热器和电子膨胀阀；所述的自动回油系统包括油分离器、回油管、单向阀、回油压力传感器、排气高压传感器、排气温度传感器、吸气温度传感器、吸气低压传感器、回油毛细管、回油开关阀和回油温度传感器。本发明的系统结构简单稳定，能够确保回油的可靠性，防止压缩机起动时，压缩机吸气口积聚大量冷冻油，影响压缩机的性能，从而提高热泵机组的整体性能。

Description

一种自动回油燃气热泵系统
技术领域
本发明涉及燃气热泵系统，具体涉及一种自动回油燃气热泵系统。
背景技术
热泵空调系统在冬季供暖工况下具有高效节能的特点，随着能源与环境双重压力的加重，该技术的应用越来越受到重视。其中，燃气热泵空调系统是一种以天然气为燃料，通过发燃气动机直接带动热泵空调机组中的压缩机进行工作的重要分布式能源系统。燃气热泵空调系统能够很好地满足人们对空调应用的需求，且具备很好的节能环保特性。近年来，随着天然气能源利用的占比不断增大，我国对该技术的研究与应用也日益重视。
热泵机组由发动机通过带轮带动压缩机工作，压缩机在运转的过程中，制冷剂和压缩机的润滑油混合在一起，润滑油随着制冷剂的流动而流动，当润滑油从压缩机排气口排出而又不及时分离回油，压缩机缺油工作，润滑冷冻油又大量积聚于蒸发器和冷凝器中，这样严重地影响了制冷系统的工作性能，所以系统能否及时有效地做到冷冻油的分离和回油就显得非常重要。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明公开一种自动回油燃气热泵系统，既能够实现压缩机润滑油的自动回流，又能够根据回油温度和压力判断回油是否正常。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种自动回油燃气热泵系统，包括制冷剂循环系统和自动回油系统；
所述的制冷剂循环系统包括压缩机、油分离器、汽液分离器、套管换热器、散热器、四通阀、干燥器、室内换热器和电子膨胀阀；压缩机的排气口通过制冷剂排气管与油分离器的入口连接，油分离器的制冷剂出口与四通阀的第一端口连接，四通阀的第二端口依次经套管换热器、散热器、干燥器、电子膨胀阀与室内换热器的一端连接，室内换热器的另一端与四通阀的第三端口连接，四通阀的第四端口与汽液分离器的入口连接，汽液分离器的出口通过制冷剂吸气管与压缩机的吸气口连接；
所述的自动回油系统包括油分离器、回油管、单向阀、回油压力传感器、排气高压传感器、排气温度传感器、吸气温度传感器、吸气低压传感器、回油毛细管、回油开关阀和回油温度传感器；回油管的一端与油分离器底部的出油口连接，另一端连接在制冷剂吸气管上，单向阀、回油开关阀、回油毛细管、回油压力传感器和回油温度传感器沿流动方向依次设置在回油管上；排气高压传感器和排气温度传感器设置在压缩机的排气管上，吸气温度传感器和吸气低压传感器设置在制冷剂吸气管上，且位于回油管与制冷剂吸气管连接处的下游。
进一步地，所述的制冷剂吸气管和制冷剂排气管上均设置有减振软管。
本发明在制冷剂排气管上设置排气高压传感器和排气温度传感器，在制冷剂吸气管上设置吸气温度传感器和吸气低压传感器，在回油管上设置回油开关阀、回油毛细管、回油压力传感器和回油温度传感器，燃气热泵工作过程中，通过比较各传感器的检测值，判断系统回油是否正常，从而为压缩机提供稳定均匀的回油，保证系统正常工作。与现有技术相比，其有益效果是：
1、系统结构简单稳定，确保回油的可靠性；
2、当回油管出现异常时，能提前反馈机组控制信中，及时调整或增加压缩机的转速；
3、防止压缩机起动时，压缩机吸气口积聚大量冷冻油，影响压缩机的性能；
4、能使冷冻油极少存留于其他零部件中，提高热泵机组的整体。
附图说明
图1是本发明自动回油燃气热泵系统的原理结构图。
附图标记说明：1-燃气发动机；2-压缩机；3-传动皮带；4-油分离器；5-回油管；6-单向阀；7-回油压力传感器；8-汽液分离器；9-减振软管；10-制冷剂吸气管；11-排气高压传感器；12-排气温度传感器；13-吸气温度传感器；14-吸气低压传感器；15-回油毛细管；16-回油开关阀；17-套管换热器；18-散热器；19-四通阀；20-干燥器；21-室内换热器；22-电子膨胀阀；23-回油温度传感器；24-制冷剂排气管。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
请参照图1所示，一种自动回油燃气热泵系统，主要包括热泵空调系统、自动回油系统以及配套的控制系统。其中，热泵空调系统为制冷剂循环系统，具有制冷和制热功能。自动回油系统为压缩机提供稳定均匀的回油，保证其工作正常。
制冷剂循环系统包括燃气发动机1、压缩机2、传动皮带3、油分离器4、汽液分离器8、减振软管9、制冷剂吸气管10、套管换热器17、散热器18、四通阀19、干燥器20、室内换热器21、电子膨胀阀22和制冷剂排气管24，减振软管9作为制冷剂吸气管10和制冷剂排气管24的一部分。自动回油系统包括油分离器4、回油管5、单向阀6、回油压力传感器7、排气高压传感器11、排气温度传感器12、吸气温度传感器13、吸气低压传感器14、回油毛细管15、回油开关阀16和回油温度传感器23，各传感器均与控制系统连接。
压缩机2的排气口通过制冷剂排气管24与油分离器4的入口连接，油分离器4的制冷剂出口与四通阀19的第一端口连接，四通阀19的第二端口依次经套管换热器17、散热器18、干燥器20、电子膨胀阀22与室内换热器21的一端连接，室内换热器21的另一端与四通阀19的第三端口连接，四通阀19的第四端口与汽液分离器8的入口连接，汽液分离器8的出口通过制冷剂吸气管10与压缩机的吸气口连接。
回油管5的一端与油分离器4底部的出油口连接，另一端依次经单向阀6、回油开关阀16、回油毛细管15、回油压力传感器7和回油温度传感器23与制冷剂吸气管10连接；排气高压传感器11和排气温度传感器12设置在制冷剂排气管24上，吸气温度传感器13和吸气低压传感器14设置在制冷剂吸气管10上，且位于回油管5与制冷剂吸气管10连接处的下游。
下面对本实施例的一种自动回油燃气热泵系统的工作原理进行阐述，制冷剂循环有两种工作模式，分为制冷模式和制热模式：
制冷模式下，燃气发动机1通过传动皮带3直接带动压缩机2工作，压缩后的制冷剂经过制冷剂排气管24进入油分离器4后经四通阀19换向，进入套管换热器17和散热器18进行换热和散热，冷凝后的制冷剂经干燥器20和电子膨胀阀22后进入室内换热器21蒸发吸热，再经四通阀19进入汽液分离器8，最后经制冷剂吸气管10回到压缩机2内进行压缩，完成一个制冷模式制冷剂的工作循环。
制冷热模式下，燃气发动机1通过传动皮带3直接带动压缩机2工作，压缩后的制冷剂经过制冷剂排气管24进入油分离器4后经四通阀19换向，进入室内换热器21放热，冷凝后的制冷剂经电子膨胀阀22和干燥器20后进入散热器18和套管换热器17和散热器18进行换热和散热，制冷剂变成气态，经四通阀19回到汽液分离器8，最后经制冷剂吸气管10回到压缩机2内进行压缩，完成一个制热模式制冷剂的工作循环。
当热泵空调系统不工作时，回油开关阀16关闭，当热泵空调系统工作时，回油系统也须正常工作，回油开关阀16打开，冷冻油在油分离器4的作用下，从压缩机2排出的冷冻油被分离到油分离器4的底部，冷冻油在压力差的作用下，沿回油管5进入单向阀6，经回油开关阀16和回油毛管15返回压缩机2的制冷剂吸气管10，然后流回压缩机2的润滑腔中，完成一个回油循环。
在热泵空调系统正常工作的情况下，回油压力传感器7和回油温度传感器23即时检测回油管路的压力与温度，当回油管5的油温接近压缩机2的排出温度，且压力与压缩机2吸入压力相当时，判定机油回流正常，当回油毛细管15倒塞或回油异常时，回油压力传感器7和回油温度传感器23会出现异常。
回油压力传感器7检测的压力与吸气低压传感器14和排气高压传感器11值进行比较，压力过低时，适当增加压缩机2转速提高回油压力传感器7值，从而增加压缩机回油量。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种自动回油燃气热泵系统，其特征在于：包括制冷剂循环系统和自动回油系统；
所述的制冷剂循环系统包括压缩机(2)、油分离器(4)、汽液分离器(8)、套管换热器(17)、散热器(18)、四通阀(19)、干燥器(20)、室内换热器(21)和电子膨胀阀(22)；压缩机(2)的排气口通过制冷剂排气管(24)与油分离器(4)的入口连接，油分离器(4)的制冷剂出口与四通阀(19)的第一端口连接，四通阀(19)的第二端口依次经套管换热器(17)、散热器(18)、干燥器(20)、电子膨胀阀(22)与室内换热器(21)的一端连接，室内换热器(21)的另一端与四通阀(19)的第三端口连接，四通阀(19)的第四端口与汽液分离器(8)的入口连接，汽液分离器(8)的出口通过制冷剂吸气管(10)与压缩机(2)的吸气口连接；
所述的自动回油系统包括油分离器(4)、回油管(5)、单向阀(6)、回油压力传感器(7)、排气高压传感器(11)、排气温度传感器(12)、吸气温度传感器(13)、吸气低压传感器(14)、回油毛细管(15)、回油开关阀(16)和回油温度传感器(23)；回油管(5)的一端与油分离器(4)底部的出油口连接，另一端连接在制冷剂吸气管(10)上，单向阀(6)、回油开关阀(16)、回油毛细管(15)、回油压力传感器(7)和回油温度传感器(23)沿流动方向依次设置在回油管(5)上；排气高压传感器(11)和排气温度传感器(12)设置在制冷剂排气管(24)上，吸气温度传感器(13)和吸气低压传感器(14)设置在制冷剂吸气管(10)上，且位于回油管(5)与制冷剂吸气管(10)连接处的下游。
2.根据权利要求1所述的一种自动回油燃气热泵系统，其特征在于：所述的制冷剂吸气管(10)和制冷剂排气管(24)上均设置有减振软管(9)。
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