CN209672634U - 管板式热泵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热泵空调技术领域，公开了一种管板式热泵系统，包括四通阀、节流阀和管板式换热器。管板式换热器包括设于顶部的进口端和设于底部的出口端。还包括第一三通件，第一三通件的三个端口分别连接四通阀的第一端口、进口端和出口端。还包括第二三通件，第二三通件的三个端口分别连接节流阀的第一端口、进口端和出口端。本实用新型提供的管板式热泵系统，通过设置第一三通件和第二三通件，使混有润滑油的循环制冷剂在制冷和制热不同循环工况模式下，在管板式换热器内均为自上而下流动，克服了制冷剂在板片内部的缝隙里自下而上流动时在管底部积聚的问题，结构简单、方便实用，使管板式换热器能够更好地实现一机两用。

Description

管板式热泵系统

技术领域

本实用新型涉及热泵空调技术领域，特别是涉及一种管板式热泵系统。

背景技术

热泵系统工作时，少量的润滑油会被制冷剂携带流出压缩机，一部分通过排气管上设置的油分离器分离后返回压缩机，但另一部分仍然会随制冷剂进入热泵循环，即进入蒸发器和冷凝器。对于传统的管式换热器，由于制冷剂在圆管内高速流动，能够把润滑油带回压缩机。而对于管板式换热器，整个换热器由板片构成，制冷剂在板片内狭窄的缝隙间流动。现有的管板式换热器，在夏季作为管板式冷凝器工作时，制冷剂在板片内部的缝隙里自上而下流动，在这种情况下，制冷剂里的润滑油能够随着制冷剂顺利返回压缩机。然而当动机热泵循环逆向进行时，管板式换热器作为管板式蒸发器工作，制冷剂在板片内部的缝隙里自下而上流动，流速较低，难以达到临界带油流速，制冷剂里的润滑油会逐渐积聚在蒸发器底部，导致蒸发器换热性能衰减。同时，大量润滑油不能顺利返回压缩机，使压缩机润滑困难造成损害，甚至会导致压缩机的损毁。

目前，管板式蒸发冷冷水机组已取得了较为广泛的应用，如果能够较好解决管板式换热器作为蒸发器在冬季供热时的回油问题，从而解决管板式换热器一机两用的问题，对于扩大管板式蒸发冷热泵机组的应用范围并促进节能减排事业的发展具有重大意义。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是提供一种能够克服管板式换热器作为蒸发器在冬季供热时的回油问题，使管板式换热器能够更好地实现一机两用，进而扩大管板式蒸发冷热泵机组的应用范围的管板式热泵系统。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供管板式热泵系统，包括四通阀、节流阀和管板式换热器；所述管板式换热器包括设于顶部的进口端和设于底部的出口端；

还包括第一三通件，所述第一三通件的三个端口分别连接所述四通阀的第一端口、所述进口端和所述出口端；

还包括第二三通件，所述第二三通件的三个端口分别连接所述节流阀的第一端口、所述进口端和所述出口端。

其中，所述第一三通件包括第一截止阀和第二截止阀，所述四通阀的第一端口通过所述第一截止阀连接所述进口端，所述四通阀的第一端口通过所述第二截止阀连接所述出口端。

其中，所述第二三通件包括第三截止阀和第四截止阀，所述节流阀的第一端口通过所述第三截止阀连接所述进口端，所述节流阀的第一端口通过所述第四截止阀连接所述出口端。

其中，所述第一三通件包括第一单向阀和第二单向阀，所述四通阀的第一端口通过所述第一单向阀连接所述进口端，所述四通阀的第一端口通过所述第二单向阀连接所述出口端。

其中，所述第二三通件包括第三单向阀和第四单向阀，所述节流阀的第一端口通过所述第三单向阀连接所述进口端，所述节流阀的第一端口通过所述第四单向阀连接所述出口端。

其中，所述四通阀的第一端口和所述出口端之间还设有回油弯，所述回油弯低于所述出口端设置。

其中，还包括压缩机，所述压缩机的出口连接所述四通阀的第二端口，所述压缩机的入口连接所述四通阀的第三端口。

其中，还包括用户侧换热器，所述用户侧换热器的一端连接所述四通阀的第四端口，所述用户侧换热器的另一端连接所述节流阀的第二端口。

(三)有益效果

本实用新型提供的管板式热泵系统，第一三通件能够使四通阀的第一端口同管板式换热器的进口端或出口端相连通，第二三通件能够使节流阀的第一端口同管板式换热器的进口端或出口端相连通。通过设置第一三通件和第二三通件，使循环制冷剂在制冷模式和制热模式不同循环工况模式下，在管板式换热器内保持流向不变，均从管板式换热器的进口端流入、出口端流出。进口端设于管板式换热器的顶部，出口端设于底部，从而混有润滑油的循环制冷剂在管板式换热器内均为自上而下流动，克服了制冷剂在管板式换热器板片内部的缝隙里自下而上流动时，由于管板结构和重力影响，循环制冷剂流速较低，难以达到临界带油流速，造成循环制冷剂中混有的润滑油逐渐在管板式换热器底部积聚的问题，进而有效防止由于润滑油汇集与管板式换热器底部而造成的管板式换热器换热性能衰减、压缩机润滑困难甚至压缩机损毁的严重问题。本实用新型实施例提供的管板式热泵系统，结构简单、方便实用，较好解决了管板式换热器作为蒸发器在冬季供热时的回油问题，使管板式换热器能够更好地实现一机两用，对于扩大管板式蒸发冷热泵机组的应用范围并促进节能减排事业的发展具有重大意义。

附图说明

图1为本实用新型实施例管板式热泵系统结构原理图；

图2为本实用新型实施例管板式热泵系统制冷模式原理图；

图3为本实用新型实施例管板式热泵系统制热模式原理图；

图中：1、管板式换热器；11、第一单向阀；12、第二单向阀；13、第三单向阀；14、第四单向阀；15、进口端；16、出口端；2、四通阀；21、四通阀的第一端口；22、四通阀的第二端口；23、四通阀的第三端口；24、四通阀的第四端口；3、节流阀；31、节流阀的第一端口；32、节流阀的第二端口；4、压缩机；41、压缩机入口；42、压缩机出口；5、用户侧换热器；6、回油弯。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。

如图1所示，本实用新型实施例提供的管板式热泵系统，包括四通阀2、节流阀3和管板式换热器1。管板式换热器1包括设于顶部的进口端15和设于底部的出口端16。还包括第一三通件，第一三通件的三个端口分别连接四通阀的第一端口21、进口端15和出口端16。还包括第二三通件，第二三通件的三个端口分别连接节流阀的第一端口31、进口端15和出口端16。

如图2所示，本实用新型实施例提供的管板式热泵系统在制冷模式运行时，管板式换热器1作为制冷剂热泵循环的冷凝器。打开第一三通件与四通阀的第一端口21和进口端15相连接的两个端口，关闭第一三通件与出口端16相连接的端口，同时打开第二三通件与节流阀的第一端口31和出口端16相连接的两个端口，关闭第二三通件与进口端15相连接的端口。混有润滑油的高温高压的循环制冷剂从四通阀的第一端口21流出，经第一三通件从进口端15进入管板式换热器1，在管板式换热器1内冷凝放热，从出口端16流出并进入节流阀3。

如图3所示，本实用新型实施例提供的管板式热泵系统在制热模式运行时，管板式换热器1作为制冷剂热泵循环的蒸发器。打开第二三通件与节流阀的第一端口31和进口端15相连接的两个端口，关闭第二三通件与出口端16相连接的端口，同时打开第一三通件与四通阀的第一端口21和出口端16相连接的两个端口，关闭第一三通件与进口端15相连接的端口。混有润滑油的循环制冷剂从节流阀3流出，经第二三通件从进口端15进入管板式换热器1，在管板式换热器1内蒸发吸热，从出口端16流出并进入四通阀2。

本实用新型实施例提供的管板式热泵系统，通过第一三通件和第二三通件，使循环制冷剂在制冷模式和制热模式不同循环工况模式下，在管板式换热器1内的流向不变，均从管板式换热器1的进口端15流入，出口端16流出。进口端15设于管板式换热器1的顶部，出口端16设于底部，从而混有润滑油的循环制冷剂在管板式换热器1内均为自上而下流动，克服了制冷剂在管板式换热器1板片内部的缝隙里自下而上流动时，由于管板结构和重力影响，循环制冷剂流速较低，难以达到临界带油流速，造成循环制冷剂中混有的润滑油逐渐在管板式换热器1底部积聚的问题，进而有效防止由于润滑油汇集与管板式换热器1底部而造成的管板式换热器1换热性能衰减、压缩机4润滑困难甚至压缩机4损毁的严重问题。本实用新型实施例提供的管板式热泵系统，结构简单、方便实用，较好解决了管板式换热器1作为蒸发器在冬季供热时的回油问题，使管板式换热器1能够更好地实现一机两用，对于扩大管板式蒸发冷热泵机组的应用范围并促进节能减排事业的发展具有重大意义。

本实用新型实施例提供的管板式热泵系统的三通件可以由截止阀构成，比如说，第一三通件可以包括第一截止阀和第二截止阀。使四通阀的第一端口21通过第一截止阀连接管板式换热器1的进口端15，四通阀的第一端口21通过第二截止阀连接管板式换热器1的出口端16。制冷模式时，打开第一截止阀并关闭第二截止阀，使循环制冷剂从四通阀2流出后经第一截止阀并通过进口端15流入管板式换热器1；制热模式时，打开第二截止阀并关闭第一截止阀，使循环制冷剂从管板式换热器1的出口端16流出后经第二截止阀流入四通阀2。类似地，第二三通件可以包括第三截止阀和第四截止阀。使节流阀的第一端口31通过第三截止阀连接管板式换热器1的进口端15，节流阀的第一端口31通过第四截止阀连接管板式换热器1的出口端16。制冷模式时，打开第四截止阀并关闭第三截止阀，使循环制冷剂从管板式换热器1的出口端16流出后经第四截止阀流入节流阀3；制热模式时，打开第三截止阀并关闭第四截止阀，使循环制冷剂从节流阀3流出后经第三截止阀并通过进口端15流入管板式换热器1。

本实用新型实施例提供的管板式热泵系统的三通件也可以由单向阀构成，比如说，第一三通件包括第一单向阀11和第二单向阀12。使四通阀的第一端口21通过第一单向阀11连接管板式换热器1的进口端15，四通阀的第一端口21通过第二单向阀12连接管板式换热器1的出口端16。第一单向阀11能够使循环制冷剂从四通阀的第一端口21流向管板式换热器1的进口端15并阻止反向流动，第二单向阀12能够使循环制冷剂从管板式换热器1的出口端16流向四通阀的第一端口21并阻止反向流动。制冷模式时，循环制冷剂从四通阀2流出后将经第一单向阀11并通过进口端15流入管板式换热器1；制热模式时，循环制冷剂从管板式换热器1的出口端16流出后将经第二单向阀12流入四通阀2。类似地，第二三通件也还可以包括第三单向阀13和第四单向阀14。节流阀的第一端口31通过第三单向阀13连接管板式换热器1的进口端15，节流阀的第一端口31通过第四单向阀14连接管板式换热器1的出口端16。第三单向阀13能够使循环制冷剂从节流阀的第一端口31流向管板式换热器1的进口端15并阻止反向流动，第四单向阀14能够使循环制冷器从管板式换热器1的出口端16流向节流阀的第一端口31并阻止反向流动。制冷模式时，循环制冷剂从管板式换热器1的出口端16流出后将经第四单向阀14流入节流阀3；制热模式时，循环制冷剂从节流阀3流出后将经第三单向阀13并通过进口端15流入管板式换热器1。本实用新型实施例提供的管板式热泵系统，单向阀包括但不限于弹簧式、重力式、旋启式和塑料隔膜式。

本实用新型实施例提供的管板式热泵系统，可以在四通阀的第一端口21和管板式换热器1的出口端16之间设有回油弯6，回油弯6低于管板式换热器1的出口端16设置。回油弯6可以设置在管板式换热器1的出口端16和第二截止阀或第二单向阀12之间的管路上。混有润滑油的循环制冷剂流出管板式换热器1并流入四通阀2时，会经过回油弯6。润滑油将在回油弯6底部发生积累，当积累到润滑油占满回油弯6截面时，由于热泵循环压缩机4的抽吸作用，润滑油将随循环制冷剂通过四通阀2被吸回热泵循环压缩机4。

本实用新型实施例提供的管板式热泵系统，还包括压缩机4。压缩机出口42连接四通阀的第二端口22，压缩机入口41连接四通阀的第三端口23。

本实用新型实施例提供的管板式热泵系统，还包括用户侧换热器5。用户侧换热器5的一端连接四通阀的第四端口24，另一端连接节流阀的第二端口32。

由以上实施例可以看出，本实用新型提供的管板式热泵系统，第一三通件能够使四通阀的第一端口21同管板式换热器1的进口端15或出口端16相连通，第二三通件能够使节流阀的第一端口31同管板式换热器1的进口端15或出口端16相连通。通过设置第一三通件和第二三通件，使循环制冷剂在制冷模式和制热模式不同循环工况模式下，在管板式换热器1内保持流向不变，均从管板式换热器1的进口端15流入、出口端16流出。进口端15设于管板式换热器1的顶部，出口端16设于底部，从而混有润滑油的循环制冷剂在管板式换热器1内均为自上而下流动，克服了制冷剂在管板式换热器1板片内部的缝隙里自下而上流动时，由于管板结构和重力影响，循环制冷剂流速较低，难以达到临界带油流速，造成循环制冷剂中混有的润滑油逐渐在管板式换热器1底部积聚的问题，进而有效防止由于润滑油汇集与管板式换热器1底部而造成的管板式换热器1换热性能衰减、压缩机4润滑困难甚至压缩机4损毁的严重问题。本实用新型实施例提供的管板式热泵系统，结构简单、方便实用，较好解决了管板式换热器1作为蒸发器在冬季供热时的回油问题，使管板式换热器1能够更好地实现一机两用，对于扩大管板式蒸发冷热泵机组的应用范围并促进节能减排事业的发展具有重大意义。进一步地，第一三通件和第二三通件均可以由截止阀或单向阀构成，简单易行、可靠性高，还可以在管板式换热器1的出口端16和四通阀的第一端口21之间设置回油弯6，混在循环制冷剂中的润滑油将在回油弯6底部发生积累，当积累到润滑油占满回油弯6截面时，由于热泵循环压缩机4的抽吸作用，润滑油将随循环制冷剂通过四通阀2被吸回热泵循环压缩机4。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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 (8)

1.一种管板式热泵系统，其特征在于，包括四通阀、节流阀和管板式换热器；所述管板式换热器包括设于顶部的进口端和设于底部的出口端；

还包括第一三通件，所述第一三通件的三个端口分别连接所述四通阀的第一端口、所述进口端和所述出口端；

还包括第二三通件，所述第二三通件的三个端口分别连接所述节流阀的第一端口、所述进口端和所述出口端。

2.根据权利要求1所述的管板式热泵系统，其特征在于，所述第一三通件包括第一截止阀和第二截止阀，所述四通阀的第一端口通过所述第一截止阀连接所述进口端，所述四通阀的第一端口通过所述第二截止阀连接所述出口端。

3.根据权利要求1所述的管板式热泵系统，其特征在于，所述第二三通件包括第三截止阀和第四截止阀，所述节流阀的第一端口通过所述第三截止阀连接所述进口端，所述节流阀的第一端口通过所述第四截止阀连接所述出口端。

4.根据权利要求1所述的管板式热泵系统，其特征在于，所述第一三通件包括第一单向阀和第二单向阀，所述四通阀的第一端口通过所述第一单向阀连接所述进口端，所述四通阀的第一端口通过所述第二单向阀连接所述出口端。

5.根据权利要求1所述的管板式热泵系统，其特征在于，所述第二三通件包括第三单向阀和第四单向阀，所述节流阀的第一端口通过所述第三单向阀连接所述进口端，所述节流阀的第一端口通过所述第四单向阀连接所述出口端。

6.根据权利要求1所述的管板式热泵系统，其特征在于，所述四通阀的第一端口和所述出口端之间还设有回油弯，所述回油弯低于所述出口端设置。

7.根据权利要求1-6任一项所述的管板式热泵系统，其特征在于，还包括压缩机，所述压缩机的出口连接所述四通阀的第二端口，所述压缩机的入口连接所述四通阀的第三端口。

8.根据权利要求1-6任一项所述的管板式热泵系统，其特征在于，还包括用户侧换热器，所述用户侧换热器的一端连接所述四通阀的第四端口，所述用户侧换热器的另一端连接所述节流阀的第二端口。