壓縮機制冷循環(huán)系統(tǒng)中的余熱回收式油分離器的制造方法
【專利摘要】一種壓縮機制冷循環(huán)系統(tǒng)中的余熱回收式油分離器。包括油分離器模塊，油分離器模塊的油分離器筒體內(nèi)設(shè)有濾網(wǎng)濾芯組件，濾網(wǎng)濾芯組件一側(cè)的油分離器筒體上設(shè)有油氣混合物進(jìn)口管和出油管，濾網(wǎng)濾芯組件另一側(cè)的油分離器筒體上設(shè)有排氣管。還包括熱交換器模塊，熱交換器模塊的熱交換器筒體上分別設(shè)有與冷卻水通道相連的進(jìn)水管和出水管、以及與油氣混合物通道相連的進(jìn)氣管和出氣管。進(jìn)氣管伸入至油分離器筒體內(nèi)腔中與油氣混合物進(jìn)口管相連，出氣管伸入至油分離器筒體內(nèi)腔中且其端口位置高于油液面。其結(jié)構(gòu)簡單、管系內(nèi)置、銜接緊湊，能夠?qū)嚎s機排出的油氣混合物中蘊含的熱能充分回收利用，同時可以降低制冷循環(huán)系統(tǒng)中冷凝器和油冷卻器的能耗。
【專利說明】壓縮機制冷循環(huán)系統(tǒng)中的余熱回收式油分離器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及壓縮機制冷循環(huán)系統(tǒng)，具體地指一種壓縮機制冷循環(huán)系統(tǒng)中的余熱回收式油分離器。
【背景技術(shù)】
[0002]在壓縮機制冷循環(huán)系統(tǒng)中，低溫低壓氣體經(jīng)壓縮機壓縮后變成高溫高壓氣體，高溫高壓氣體經(jīng)冷凝器換熱冷凝后變成常溫高壓液體，常溫高壓液體經(jīng)節(jié)流裝置節(jié)流后變成低溫低壓汽液混合物，低溫低壓汽液混合物經(jīng)蒸發(fā)器換熱蒸發(fā)后又變成低溫低壓氣體，然后回到壓縮機中，如此不斷循環(huán)形成制冷循環(huán)系統(tǒng)。
[0003]在實際制冷循環(huán)系統(tǒng)中，需要加入潤滑油對壓縮機進(jìn)行潤滑、密封和降溫。因此，經(jīng)過壓縮機壓縮排出的實際上是高溫高壓的制冷劑氣體與潤滑油的油氣混合物。潤滑油的存在會降低冷凝器及蒸發(fā)器的換熱效果，從而影響制冷效果，故需要在壓縮機排氣口與冷凝器之間設(shè)置油分離器對油氣混合物進(jìn)行油、氣分離，避免潤滑油進(jìn)入冷凝器和蒸發(fā)器。
[0004]油氣混合物經(jīng)油分離器分離為制冷劑氣體和潤滑油液體。然后制冷劑氣體進(jìn)入冷凝器冷凝為常溫高壓的制冷劑液體，潤滑油液體則進(jìn)入油冷卻器冷卻后溫度降低。在上述過程中，油氣混合物的溫度通常在85°C左右，可考慮將該部分熱能用于制備熱水供需要的場所使用，例如:食品加工、禽畜屠宰、酒店、賓館等，實現(xiàn)余熱的回收利用，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
[0005]目前，針對該部分熱能主要有兩種處理方式:其一是直接通過冷凝器及油冷卻器釋放到大自然中；其二是在冷凝器上設(shè)置一個熱交換器或在油分離器與冷凝器之間設(shè)置一個熱交換器生產(chǎn)熱水供需要的場所使用。以上兩種處理方式均存在不足之處:對第一種處理方式，該部分熱能完全被釋放到大自然中，沒有被有效利用，不但要消耗額外的能量將該部分熱能帶走，還會造成環(huán)境破壞。對第二種處理方式，雖然對油氣混合物中制冷劑氣體的熱量進(jìn)行了回收利用，但其中潤滑油液體的熱量被釋放到大自然中，不但要消耗額外的能量將該部分熱能帶走，還會造成環(huán)境破壞。同時，熱交換器設(shè)置在冷凝器上或油分離器與冷凝器之間，導(dǎo)致設(shè)備銜接結(jié)構(gòu)分散，介質(zhì)連接管系趨于復(fù)雜，熱能在輸送過程中流失加大，導(dǎo)致余熱利用率十分低下。
[0006]以單臺LG20III螺桿式制冷壓縮機組為例，當(dāng)蒸發(fā)溫度_25°C，冷凝溫度38°C時，其油氣混合物中可以回收利用的熱量約190KW。如果采用第一種方式，該熱量完全排放到大氣中，系統(tǒng)中額外為冷凝器和油冷卻器匹配7.5KW水泵各一臺，則每年額外消耗的電能約18.5萬KW ;如果采用第二種方式，雖然可以回收約34KW熱量，但同時每年需額外消耗的電能約9.5萬Kff0
[0007]由此可見，以上兩種處理方式，其油氣混合物的熱量沒有完全被回收利用，還會消耗額外電能，造成環(huán)境破壞，均存在不足之處。因此，如何使油氣混合物的熱量完全地被回收利用是制冷行業(yè)中亟需解決的一個課題。實用新型內(nèi)容
[0008]本實用新型的目的就是要提供一種壓縮機制冷循環(huán)系統(tǒng)中的余熱回收式油分離器，其結(jié)構(gòu)簡單、管系內(nèi)置、銜接緊湊，能夠?qū)嚎s機排出的油氣混合物中蘊含的熱能充分吸收利用。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所設(shè)計的壓縮機制冷循環(huán)系統(tǒng)中的余熱回收式油分離器，它包括油分離器模塊，所述油分離器模塊具有油分離器筒體，所述油分離器筒體內(nèi)設(shè)置有用于分離壓縮機排出的油氣混合物的濾網(wǎng)濾芯組件，所述濾網(wǎng)濾芯組件一側(cè)的油分離器筒體上設(shè)置有油氣混合物進(jìn)口管和出油管，所述濾網(wǎng)濾芯組件另一側(cè)的油分離器筒體上設(shè)置有排氣管。其特殊之處在于:它還包括與油分離器模塊緊鄰布置的熱交換器模塊，所述熱交換器模塊具有熱交換器筒體，所述熱交換器筒體上分別設(shè)置有與冷卻水通道相連的進(jìn)水管和出水管、以及與油氣混合物通道相連的進(jìn)氣管和出氣管，所述進(jìn)氣管伸入至油分離器筒體內(nèi)腔中與油氣混合物進(jìn)口管相連，所述出氣管伸入至油分離器筒體內(nèi)腔中且其端口位置高于油液面。
[0010]本實用新型中熱交換器模塊的一側(cè)介質(zhì)為油氣混合物、另一側(cè)介質(zhì)為水，制冷系統(tǒng)中壓縮機排出的高溫油氣混合物與水進(jìn)行熱交換。經(jīng)過熱交換后，溫度降低的油氣混合物進(jìn)入油分離器模塊進(jìn)行油氣分離，而吸收余熱溫度升高的水則可輸送到儲水罐或類似容器，經(jīng)供水管道分配給需要使用的場所，從而實現(xiàn)熱能充分利用。
[0011]作為優(yōu)選方案，所述油分離器筒體與熱交換器筒體通過共用端蓋板連接為緊湊整體結(jié)構(gòu)，所述進(jìn)氣管和出氣管設(shè)置在共用端蓋板上，從而使兩者完全位于油分離器筒體內(nèi)腔中。這樣，可以有效降低油分離器模塊的體積，節(jié)省制造材料，使壓縮機制冷循環(huán)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)更加緊湊。同時，可實現(xiàn)余熱回收系統(tǒng)與制冷循環(huán)系統(tǒng)的一體化安裝，占地面積小，節(jié)約空間。
[0012]進(jìn)一步地，所述進(jìn)氣管與油氣混合物進(jìn)口管結(jié)合處呈上彎管結(jié)構(gòu)，所述出氣管的端口也呈上彎管結(jié)構(gòu)。這樣，不僅可以使管線連接緊湊，而且可以減少氣流阻力，確保換熱后的油氣混合物及時回流到油分離器筒體中，實現(xiàn)油氣分離。
[0013]更進(jìn)一步地，所述進(jìn)氣管布置在出氣管上方；對應(yīng)地，所述進(jìn)水管布置在出水管上方。這樣，冷卻水從熱交換器筒體的低溫區(qū)輸入，經(jīng)過逐漸上升從熱交換器筒體的高溫區(qū)輸出，可以充分吸收高溫油氣混合物的熱量，獲得最佳的換熱效果。
[0014]再進(jìn)一步地，所述進(jìn)水管和出水管的軸線與熱交換器筒體的軸線垂直，且進(jìn)水管和出水管均沿軸向與熱交換器筒體外圓壁面相切連接。這樣，不僅可以最大限度地減小進(jìn)水管和出水管所占空間，而且進(jìn)水管和出水管兩端均可作為接頭，方便用戶自由選擇水路安裝方位，有效縮減管路長度，節(jié)約安裝成本。
[0015]再進(jìn)一步地，所述熱交換器模塊采用板殼式換熱器或管殼式換熱器。其技術(shù)成熟、結(jié)構(gòu)緊湊、換熱效率高，可確保油氣混合物的余熱完全回收。
[0016]運用本實用新型余熱回收式油分離器的制冷系統(tǒng)，與使用傳統(tǒng)油分離器的制冷系統(tǒng)相比，具有以下優(yōu)勢:
[0017]其一，壓縮機壓縮排出的油氣混合物所蘊含的熱量被完全地回收利用，所產(chǎn)生的熱水可供需要的場所使用，比如食品加工、禽畜屠宰酒店、賓館等。
[0018]其二，有效減小了制冷系統(tǒng)中冷凝器的熱負(fù)荷，并可以減小冷凝器的換熱面積，減少材料消耗，降低使用成本。
[0019]其三，有效減小了制冷系統(tǒng)中油冷卻器的熱負(fù)荷，并可以減小油冷卻器的換熱面積，減小材料消耗，降低制造成本。
[0020]仍以單臺LG20III螺桿式制冷壓縮機組為例，當(dāng)蒸發(fā)溫度_25°C，冷凝溫度38°C時，可以回收190KW熱量，是前述第二種方式的4.6倍。利用本實用新型可使18噸/h的水升溫10°C，可降低制冷系統(tǒng)中冷凝器負(fù)荷約8%，節(jié)約制造鋼材約4.5噸；可降低油冷卻器負(fù)荷約30%，節(jié)約制造鋼材約0.1噸；每年可節(jié)約電能18.5萬KW，對節(jié)能降耗、保護(hù)環(huán)境具有
重要意義。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為一種壓縮機制冷循環(huán)系統(tǒng)中的余熱回收式油分離器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為圖1中的A— A剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中:熱交換器模塊I;油分離器模塊II ;左側(cè)端蓋板I ;熱交換器筒體2 ;出水管3 ;共用端蓋板4 ;油氣混合物進(jìn)口管5 ;油分離器筒體6 ;濾網(wǎng)濾芯組件7 ;排氣管8 ;右側(cè)端蓋板9 ;出油管10 ;下支座11 ;出氣管12 ;進(jìn)水管13 ;進(jìn)氣管14。
【具體實施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但該實施例不應(yīng)該理解為對本實用新型的限制。
[0025]如圖1?2所示，本實用新型壓縮機制冷循環(huán)系統(tǒng)中的余熱回收式油分離器，主要由熱交換器模塊I和油分離器模塊II組合而成。兩個模塊左右緊鄰布置，在整體上呈一體化布局，兩個模塊之間采用焊接結(jié)構(gòu)相連。其中:
[0026]熱交換器模塊I具有熱交換器筒體2，熱交換器筒體2左端設(shè)置有左側(cè)端蓋板I。油分離器模塊II具有油分離器筒體6，油分離器筒體6右端設(shè)置有右側(cè)端蓋板9。熱交換器筒體2右端與油分離器筒體6左端通過共用端蓋板4焊接為整體結(jié)構(gòu)。油分離器筒體6整體支承載下支座11上。
[0027]在油分離器筒體6內(nèi)設(shè)置有用于分離壓縮機排出的油氣混合物的濾網(wǎng)濾芯組件7，濾網(wǎng)濾芯組件7左側(cè)的油分離器筒體6頂部和底部分別設(shè)置有油氣混合物進(jìn)口管5和出油管10，濾網(wǎng)濾芯組件7右側(cè)的油分離器筒體6頂部設(shè)置有排氣管8。
[0028]在熱交換器筒體2底部和頂部分別設(shè)置有與冷卻水通道相連的進(jìn)水管13和出水管3，在共用端蓋板4位于油分離器筒體6內(nèi)腔中的一側(cè)上部和下部分別設(shè)置有與油氣混合物通道相連的進(jìn)氣管14和出氣管12。進(jìn)氣管14呈上彎管結(jié)構(gòu)，其與油氣混合物進(jìn)口管5相連。出氣管12也呈上彎管結(jié)構(gòu)，其在油分離器筒體6內(nèi)腔中的端口位置始終高于油液面，以防止分離下來的油液倒灌。
[0029]本實施例中，進(jìn)水管13和出水管3的軸線與熱交換器筒體2的軸線垂直，且進(jìn)水管13和出水管3均沿軸向與熱交換器筒體2外圓壁面相切連接。這樣，可以方便用戶自由選擇水路安裝方位，節(jié)約安裝空間。另外，熱交換器模塊I采用結(jié)構(gòu)成熟、換熱效率高的各種板殼式換熱器或管殼式換熱器。
[0030]本實用新型工作時，熱交換器模塊I的一側(cè)介質(zhì)為壓縮機排出的高溫油氣混合物，另一側(cè)介質(zhì)為吸收余熱的冷卻水。兩者經(jīng)過熱交換，溫度降低的油氣混合物進(jìn)入油分離器模塊II進(jìn)行油氣分離，溫度升高的水排入儲水罐，經(jīng)供水管道分配到使用場所。本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊，換熱管線內(nèi)置，可實現(xiàn)壓縮機排氣余熱的充分回收利用，制備出的熱水可提供給需要的場所。同時，可以降低制冷循環(huán)系統(tǒng)中冷凝器和油冷卻器的能耗，符合社會提倡的節(jié)能環(huán)保發(fā)展原則。
[0031 ] 本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容，屬于本專業(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種壓縮機制冷循環(huán)系統(tǒng)中的余熱回收式油分離器，它包括油分離器模塊(II)，所述油分離器模塊(II)具有油分離器筒體(6)，所述油分離器筒體(6)內(nèi)設(shè)置有用于分離壓縮機排出的油氣混合物的濾網(wǎng)濾芯組件(7)，所述濾網(wǎng)濾芯組件(7)—側(cè)的油分離器筒體(6)上設(shè)置有油氣混合物進(jìn)口管(5)和出油管(10)，所述濾網(wǎng)濾芯組件(7)另一側(cè)的油分離器筒體(6)上設(shè)置有排氣管(8)，其特征在于: 它還包括與油分離器模塊(II)緊鄰布置的熱交換器模塊(I )，所述熱交換器模塊(I )具有熱交換器筒體(2)，所述熱交換器筒體(2)上分別設(shè)置有與冷卻水通道相連的進(jìn)水管(13)和出水管(3)、以及與油氣混合物通道相連的進(jìn)氣管(14)和出氣管(12)，所述進(jìn)氣管(14)伸入至油分離器筒體(6)內(nèi)腔中與油氣混合物進(jìn)口管(5)相連，所述出氣管(12)伸入至油分離器筒體(6)內(nèi)腔中且其端口位置高于油液面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮機制冷循環(huán)系統(tǒng)中的余熱回收式油分離器，其特征在于:所述油分離器筒體(6)與熱交換器筒體(2)通過共用端蓋板(4)連接為緊湊整體結(jié)構(gòu)，所述進(jìn)氣管(14)和出氣管(12)設(shè)置在共用端蓋板(4)上，從而使兩者完全位于油分離器筒體(6)內(nèi)腔中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓縮機制冷循環(huán)系統(tǒng)中的余熱回收式油分離器，其特征在于:所述進(jìn)氣管(14)與油氣混合物進(jìn)口管(5)結(jié)合處呈上彎管結(jié)構(gòu)，所述出氣管(12)的端口也呈上彎管結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓縮機制冷循環(huán)系統(tǒng)中的余熱回收式油分離器，其特征在于:所述進(jìn)氣管(14)布置在出氣管(12)上方；對應(yīng)地，所述進(jìn)水管(13)布置在出水管(3)上方。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓縮機制冷循環(huán)系統(tǒng)中的余熱回收式油分離器，其特征在于:所述進(jìn)氣管(14)布置在出氣管(12)上方；對應(yīng)地，所述進(jìn)水管(13)布置在出水管(3)上方。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓縮機制冷循環(huán)系統(tǒng)中的余熱回收式油分離器，其特征在于:所述進(jìn)水管(13)和出水管(3)的軸線與熱交換器筒體(2)的軸線垂直，且進(jìn)水管(13)和出水管(3)均沿軸向與熱交換器筒體(2)外圓壁面相切連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓縮機制冷循環(huán)系統(tǒng)中的余熱回收式油分離器，其特征在于:所述進(jìn)水管(13)和出水管(3)的軸線與熱交換器筒體(2)的軸線垂直，且進(jìn)水管(13)和出水管(3)均沿軸向與熱交換器筒體(2)外圓壁面相切連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓縮機制冷循環(huán)系統(tǒng)中的余熱回收式油分離器，其特征在于:所述進(jìn)水管(13)和出水管(3)的軸線與熱交換器筒體(2)的軸線垂直，且進(jìn)水管(13)和出水管(3)均沿軸向與熱交換器筒體(2)外圓壁面相切連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓縮機制冷循環(huán)系統(tǒng)中的余熱回收式油分離器，其特征在于:所述進(jìn)水管(13)和出水管(3)的軸線與熱交換器筒體(2)的軸線垂直，且進(jìn)水管(13)和出水管(3 )均沿軸向與熱交換器筒體(2 )外圓壁面相切連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓縮機制冷循環(huán)系統(tǒng)中的余熱回收式油分離器，其特征在于:所述熱交換器模塊(I )米用板殼式換熱器或管殼式換熱器。
【文檔編號】F25B43/02GK203595332SQ201320656657
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】李軍, 龔本, 霍正齊, 丁杰, 夏航 申請人:武漢新世界制冷工業(yè)有限公司