CN205536722U - 油分离器及具有其的空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种油分离器及具有其的空调系统，油分离器包括：壳体，壳体围设形成容纳腔；加热装置，加热装置包括安装套筒、加热元件和换热组件，其中，安装套筒设置在壳体上并延伸至容纳腔内，加热元件设置在安装套筒内，换热组件设置在安装套筒的外周并位于容纳腔内以加大加热装置与外界环境的接触面积。本实用新型的油分离器及具有其的空调系统能够对润滑油进行迅速、均匀地加热，有效防止制冷剂进入润滑油中。

Description

油分离器及具有其的空调系统

技术领域

本实用新型涉及空调设备领域，具体而言，涉及一种油分离器及具有其的空调系统。

背景技术

对于使用油分离器的空调系统，在以下几种情况下需要对油分离器内的润滑油进行加热。

1、当机组在室外安装，特别针对冬天冷凝温度较低的情况(可能还需要油分离器保温)；

2、停机时间长；

3、制冷剂充注量大；

4、冷凝侧的制冷剂有进入压缩机的危险时，需要安装电加热器防止润滑油中混合过多的制冷剂，特别在温度较低的环境下，制冷剂特别容易混入润滑油中。

现有技术中对油分离器加热的处理方法如下：

1、在油分离器10中安装浸泡在润滑油中的套筒接头。将电加热器30插入套筒20拧紧。通过电加热器30加热套筒20，套筒20再将热量传导向润滑油(如图1和图2所示)；

2、将电加热直接插入润滑油中，电加热直接对润滑油进行加热。

这两种方式都存在加热速度慢、换热效果差和润滑油加热不均匀的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种油分离器及具有其的空调系统，以解决在对油分离器中的润滑油进行加热时，加热速度慢、润滑油加热不均匀的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种油分离器，包括：壳体，壳体围设形成容纳腔；加热装置，加热装置包括安装套筒、加热元件和换热组件，其中，安装套筒设置在壳体上并延伸至容纳腔内，加热元件设置在安装套筒内，换热组件设置在安装套筒的外周并位于容纳腔内以加大加热装置与外界环境的接触面积。

进一步地，换热组件包括：第一换热结构和第二换热结构；第一换热结构设置在加热装置靠近壳体底部的一侧；第二换热结构设置在加热装置靠近壳体顶端的一侧。

进一步地，第一换热结构和第二换热结构均为多个，多个第一换热结构与多个第二换热结构沿安装套筒的长度方向一一对应地布置。

进一步地，第一换热结构和第二换热结构均为换热片，第一换热结构垂直固定在安装套筒上；第二换热结构倾斜固定在安装套筒上。

进一步地，相邻的两个第一换热结构之间具有第一导流间隙；相邻的两个第二换热结构之间具有第二导流间隙。

进一步地，第一导流间隙与第二导流间隙一一对应的设置并连通。

进一步地，形成第一换热结构和第二换热结构的换热片均包括：

第一片状结构和第二片状结构，第一片状结构和第二片状结构之间具有预定角度，预定角度在10至170度的范围内，且第一片状结构和第二片状结构均向靠近壳体的内壁的方向延展。

进一步地，换热组件由导热系数大于100W/(m·K)的材料制成。

进一步地，换热组件铝或铝合金制成。

进一步地，安装套筒的长度方向垂直于容纳腔的轴线方向。

进一步地，加热元件为电加热器，电加热器可拆卸的安装在安装套筒内。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种空调系统，空调系统包括上述油分离器。

应用本实用新型的技术方案，当油分离器的温度过低时，容易使制冷剂进入到盛放容纳腔内，为了防止制冷剂进入到润滑油中将润滑油稀释，本实用新型的油分离器设置有用于对润滑油加热以防止制冷剂进入到润滑油中的加热装置。当需要对润滑油进行加热时，加热元件用于给容纳腔内的润滑油提供热量，安装在安装套筒的内部的加热元件释放的热量通过安装套筒传递给润滑油，为了提高加热速度并使加热装置对润滑油的加热更均匀，安装套筒上设置有用于增加加热装置与外界环境的接触面积的换热组件。加热过程中，加热元件将其释放的热量通过安装套筒传递给换热组件，而由于换热组件的作用，增大了容纳腔内的润滑油与加热装置的接触面积，从而提高了加热装置与容纳腔内的润滑油的换热效率，使加热装置能够对润滑油进行迅速、均匀地加热，有效防止制冷剂进入润滑油中。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示意性示出了现有技术中的加热装置设置在油分离器内的整体示意图；

图2示意性示出了现有技术中的油分离器中的加热装置处的局部视图；

图3示意性示出了本实用新型的油分离器的整体结构及其底部加热装置的剖视图；

图4示意性示出了本实用新型的油分离器的整体结构及加热装置的立体图；

图5示意性示出了本实用新型的油分离器的M区的放大图；以及

图6示意性示出了本实用新型的油分离器的整体结构图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、壳体；11、容纳腔；20、加热装置；21、安装套筒；22、加热元件；23、换热组件；231、第一换热结构；232、第二换热结构；233、第一片状结构；234、第二片状结构；24、第一导流间隙；25、第二导流间隙；30、制冷剂出口；40、混合流体入口；50、润滑油出口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

正如背景技术中所说的，当油分离器的温度较低时，制冷剂容易进入润滑油能降润滑油稀释，通常需要对油分离器内的润滑油进行加热以防止制冷剂进入到润滑油内。现有技术中对油分离器加热的处理方法主要有两种，第一种是在油分离器中安装浸泡在润滑油中的套筒接头。将电加热器插入套筒拧紧，通过电加热器加热套筒，套筒再将热量传导向润滑油；第二种是将电加热直接插入润滑油中，电加热直接对润滑油进行加热。但是这两种方法都有加热速度慢、换热效果差和润滑油加热不均匀的问题，润滑油与加热装置的接触面积小是主要原因。

而且，现有技术中的加热装置与润滑油的接触面积很小，即使换热表面温度已经很高，接触到热表面的润滑油也很少。而润滑油的导热系数比一般的金属低500倍左右从而造成只有加热装置周围很少一部分的润滑油温度被提高，其他在与油分筒体部分的润滑油没有得到足够的热量供油，只能保持在类似环境温度的状况。当环境温度越低的时候，这种润滑油温度梯度过大的情况越严重。

为此，本实用新型提供了一种油分离器。参见图3至图6所示，本实用新型中的油分离器包括壳体10和加热装置20，壳体10围设形成容纳腔11，壳体10的上端设置有制冷剂出口30、壳体10的侧壁上设置有混合流体入口40和润滑油出口50。而加热装置20包括安装套筒21、加热元件22和换热组件23。安装时，安装套筒21设置在壳体10上并延伸至容纳腔11内，加热元件22设置在安装套筒21内，换热组件23设置在安装套筒21的外周并位于容纳腔11内以加大加热装置20与外界环境的接触面积。

当需要对润滑油进行加热时，加热元件22用于给容纳腔11内的润滑油提供热量，安装在安装套筒21的内部的加热元件22释放的热量通过安装套筒21传递给润滑油，由于安装套筒21上设置有用于增加加热装置20与外界环境的接触面积的换热组件23。加热过程中，加热元件22将其释放的热量通过安装套筒21传递给换热组件23，而由于换热组件23的作用，增大了容纳腔11内的润滑油与加热装置20的接触面积，从而提高了加热装置20与容纳腔11内的润滑油的换热效率，使加热装置20能够对润滑油进行快速、均匀地加热，有效防止制冷剂进入润滑油中。

本实施例中通过换热组件23可迅速将润滑油温度提升到需要的程度，控制制冷剂溶入润滑油的量，避免润滑油粘度下降影响润滑效果。

本实用新型的换热组件23包括第一换热结构231和第二换热结构232。安装时，第一换热结构231设置在加热装置20靠近壳体10底部的一侧；第二换热结构232设置在加热装置20靠近壳体10顶端的一侧。

通过第一换热结构231和第二换热结构232的作用，能够提高本实施例中的加热装置20与容纳腔11内的润滑油的接触面积，进而提高本实施例的加热装置20与润滑油的换热效率，便于对润滑油进行快速、均匀地加热。

具体来说，加热元件22释放的热量通过安装套筒21传递给第一换热结构231和第二换热结构232，然后再通过第一换热结构231与第二换热结构232与容纳腔11内的润滑油进行加热，增加了与润滑油的接触面积，使加热速度更快，也使加热装置20对润滑油的加热更均匀。

为了进一步加大换热组件23与润滑油的接触面积，加快加热速度，同时对容纳腔11内的润滑油均匀加热。本实用新型的第一换热结构231和第二换热结构232均为多个，多个第一换热结构231与多个第二换热结构232沿安装套筒21的长度方向一一对应地布置。当然，在本实用新型的其他实施例中，第一换热结构231和第二换热结构232还可以不对应设置，而采用错位设置、或其他规则或不规则的方式设置在安装套筒21的外周。

由于本实施例使用了专门的换热组件23，用加热装置20加热油分离器中的润滑油的过程中，拓展增加了换热组件23，使得加热装置20的换热面积最少能够提高25倍以上，有效增大了换热面积，快速均匀加热润滑油，提高加热效率。最终使得换热效率大幅度提高，使润滑油迅速均匀地受到加热，有效防止制冷剂进入润滑油中将其稀释，减小粘度。

安装时，本实用新型的安装套筒21的长度方向垂直于容纳腔11的轴线方向，也就是说，本实施例中的安装套筒21是水平设置在容纳腔11内的，而由于本实用新型的安装套筒21上设置有换热组件23，将安装套筒21垂直于容纳腔11的轴线方向设置，可以合理利用容纳腔11内的安装空间，在相同的空间内可以设置更多的第一换热结构231和第二换热结构232，便于提高加热装置20对润滑油的加热效果更好。

在本实用新型的一种优选的实施例中，加热装置20可以设置为一个或多个，当将加热装置20设置为多个时，多个加热装置20并排固定在壳体10的同一侧，当然，还可以将多个加热装置20错位设置在壳体10上，便于对容纳腔11内的润滑油进行快速加热。

优选地，本实用新型的第一换热结构231和第二换热结构232均为换热片，将第一换热结构231和第二换热结构232设置为换热片，能够进一步增大换热组件23与外界的接触面积。安装过程中，第一换热结构231垂直固定在安装套筒21上，便于对容纳腔11底部的润滑油进行充分加热；将第二换热结构232倾斜固定在安装套筒21上，便于使容纳腔11内的润滑油实现循环加热。

具体来说，本实用新型中的相邻的两个第一换热结构231之间具有第一导流间隙24；对应地，相邻的两个第二换热结构232之间也具有第二导流间隙25。加热过程中，第一换热结构231和第二换热结构232的靠近安装套筒21的一侧的温度变化大于第一换热结构231和第二换热结构232的远离安装套筒21的一侧的温度，使润滑油具有从高温向低温沿第一导流间隙24和第二导流间隙25运动的趋势，从而实现加热装置20对容纳腔11内的润滑油进行循环加热的过程，有效提高了本实施例中的油分离器内的润滑油的加热效率。

优选地，第一导流间隙24与第二导流间隙25一一对应的设置并连通，便于形成连通的流道。工作时，温度较高的润滑油从第一导流间隙24与第二导流间隙25形成的流道的远离安装套筒21的一端流出，温度较低的润滑油从第一导流间隙24和第二导流间隙25的靠近安装套筒21的一端流入流道，使得容纳腔11内的润滑油实现充分循环，往复加热，从而使容纳腔11内的润滑油加热更均匀。

本实用新型的加热装置20在工作过程中，先通过加热元件22加热，加热元件22释放出的热量传递给安装套筒21，再通过安装套筒21将热传递给换热组件23，换热组件23对润滑油进行加热。在这一过程中，安装套筒21与换热组件23之间的热传递对加热装置20的加热效率起到重要作用。为了使安装套筒21与换热组件23之间的热传递效率更高，本实用新型的形成第一换热结构231和第二换热结构232的换热片均包括第一片状结构233和第二片状结构234。第一片状结构233和第二片状结构234之间具有预定角度，该预定角度在10至170度的范围内，相对于将第一换热结构231和第二换热结构232设置为一块平整的换热片的方式而言，本实施例中的具有预定角度的第一片状结构233和第二片状结构234的结构能够增大第一换热结构231和第二换热结构232与安装套筒21的外周的接触面积，使安装套筒21与换热组件23之间的热传递效率更高。

此外，本实施例中的第一片状结构233和第二片状结构234均向靠近壳体10的内壁的方向延展，能够使得第一导流间隙24和第二导流间隙25向靠近容纳腔11的内壁的方向延伸，进而便于将润滑油输送至容纳腔11的内壁处，使得容纳腔11内的润滑油实现更充分的加热循环。

由于润滑油的导热系数非常小，一般在0.1～0.2W/(m·K))左右，安装套筒21使用的金属材料一般在50W/(m·K)以下，为此，本实施例中的换热组件23采用导热系数大于100W/(m·K)的材料制成，可以大幅度降低传热热阻。由于换热效率的提高，相对加热元件22的选型也可以适当选小，达到节省成本的经济效益。

优选地，本实用新型的换热组件23由铝或铝合金制成，结构简单，且换热效率高。

使用过程中，本实用新型的加热装置20可以运用在各类不同的油分离器上。需要考虑的是针对不同的油分离器内部的结构条件，来设计易于安装的加热装置20外形，设计适应润滑油由于冷热不均而流动的加热装置20结构形式，换热组件23可以根据实际需要采用不同的金属材质。金属材质的选择不同，影响到成本，以及导热系数的提高，从而影响换热效率。换热组件23可以采用不同的换热片结构形式或者换热片表面，不同的换热片表面可以不同程度的提高对流换热系数。不同的换热片结构，可以组织润滑油不同的流动，改变对流换热系数以及润滑油温度分布。本实施例中的加热元件22为电加热器，电加热器可拆卸的安装在安装套筒21内。工作时，电加热器安装在安装套筒21内，给电加热器通电，电加热器向安装套筒21释放热量，安装套筒21再将热量传递给换热组件23，实现对容纳腔11内的润滑油进行加热。当电加热器出现故障时，将电加热器取出进行更换。另外，当需要改变加热功率时，也可以将电加热器拆下更换成其他加热功率适合的电加热器。

根据上述的结构可以知道，油分离器工作时，制冷剂与润滑油的混合流体入口40设置在油分离器壳体的一侧，制冷剂与润滑油混合流体从混合流体入口40进入油分离器后，经过内部分油部件，润滑油从制冷剂中被分离出来。制冷剂通过制冷剂出口30流走。润滑油沉降聚集到油分离器容纳腔11的底部并从润滑油出口50导出。换热组件23安装在润滑油聚集处，即容纳腔11的偏底部的一侧，与安装套筒21和加热元件22相连，促进加热元件22与润滑油之间热交换。加热元件22释放的热量传递到高效安装套筒21上，通过安装套筒21传递到换热片上以对润滑油进行加热。

相对于常规的做法而言，本实用新型的油分离器通过增加换热组件23，使得润滑油与加热表面的接触面积增大，提高加热表面的导热效率，提高整体的热流密度。可见，本实用新型的油分离器解决了以往加热装置的加热速度慢，换热效果差，润滑油加热不均匀问题。在使用相同功率的电加热器时，本实用新型的油分离器的加热装置的加热效果更好，缩短了加热时间，保温时间更长，油分离器内润滑油温度梯度分布更均匀。如此可以在冬天的极端应用环境下，保证系统更好的运行，并提高了加热的能效。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种空调器，该空调器包括上述油分离器。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种油分离器，其特征在于，包括：

壳体(10)，所述壳体(10)围设形成容纳腔(11)；

加热装置(20)，所述加热装置(20)包括安装套筒(21)、加热元件(22)和换热组件(23)，其中，所述安装套筒(21)设置在所述壳体(10)上并延伸至所述容纳腔(11)内，所述加热元件(22)设置在所述安装套筒(21)内，所述换热组件(23)设置在所述安装套筒(21)的外周并位于所述容纳腔(11)内以加大所述加热装置(20)与外界环境的接触面积。

2.根据权利要求1所述的油分离器，其特征在于，所述换热组件(23)包括：第一换热结构(231)和第二换热结构(232)；

所述第一换热结构(231)设置在所述加热装置(20)靠近所述壳体(10)底部的一侧；

所述第二换热结构(232)设置在所述加热装置(20)靠近所述壳体(10)顶端的一侧。

3.根据权利要求2所述的油分离器，其特征在于，所述第一换热结构(231)和所述第二换热结构(232)均为多个，所述多个第一换热结构(231)与所述多个第二换热结构(232)沿所述安装套筒(21)的长度方向一一对应地布置。

4.根据权利要求2所述的油分离器，其特征在于，所述第一换热结构(231)和所述第二换热结构(232)均为换热片，所述第一换热结构(231)垂直固定在所述安装套筒(21)上；

所述第二换热结构(232)倾斜固定在所述安装套筒(21)上。

5.根据权利要求2所述的油分离器，其特征在于，相邻的两个所述第一换热结构(231)之间具有第一导流间隙(24)；相邻的两个所述第二换热结构(232)之间具有第二导流间隙(25)。

6.根据权利要求5所述的油分离器，其特征在于，所述第一导流间隙(24)与所述第二导流间隙(25)一一对应的设置并连通。

7.根据权利要求4所述的油分离器，其特征在于，形成所述第一换热结构(231)和所述第二换热结构(232)的换热片均包括：

第一片状结构(233)和第二片状结构(234)，所述第一片状结构(233)和所述第二片状结构(234)之间具有预定角度，所述预定角度在10至170度的范围内，且所述第一片状结构(233)和所述第二片状结构(234)均向靠近所述壳体(10)的内壁的方向延展。

8.根据权利要求1所述的油分离器，其特征在于，所述换热组件(23)由导热系数大于100W/(m·K)的材料制成。

9.根据权利要求1所述的油分离器，其特征在于，所述换热组件(23)由铝或铝合金制成。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的油分离器，其特征在于，所述安装套筒(21)的长度方向垂直于所述容纳腔(11)的轴线方向。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的油分离器，其特征在于，所述加热元件(22)为电加热器，所述电加热器可拆卸的安装在所述安装套筒(21)内。

12.一种空调系统，其特征在于，所述空调系统包括权利要求1至11中任意一项所述的油分离器。