一种润滑油冷却系统和热泵机组的制作方法

1.本实用新型涉及热泵机组技术领域，尤其涉及一种润滑油冷却系统和包括该润滑油冷却系统的热泵机组。


背景技术：

2.在离心式热泵机组中，润滑系统在工作时，润滑油对压缩机轴承进行润滑，并带走压缩机轴承产生的大量热量，导致润滑油温度上升，为了确保润滑系统可靠性，需要对润滑油进行冷却处理，现有技术常常采用冷媒对其进行冷却，一般从冷凝器底部取液态冷媒，经过节流后进入到油箱中，对润滑油进行冷却。
3.图1示出了现有润滑油冷却系统的示意图。如图1所示，在离心式热泵机组中，油箱101中的润滑油经过油泵201升压，进入到待润滑部202(即压缩机轴承)润滑，带走压缩机轴承运转时的热量后回到油箱101中，油箱101中润滑油温度升高；现有技术通常采用热泵机组本身冷媒对润滑油进行冷却，一般从冷凝器203底部取高温液态冷媒，经过节流阀节流进入到油箱101中，冷媒蒸发，直接与润滑油进行热交换，降低润滑油油温，蒸发后的气态冷媒回到蒸发器204中。当离心式热泵机组冷凝器203、蒸发器204出水温度较高时，此时，从冷凝器203底部取得的液态冷媒温度也较高，当高温液态冷媒经过节流阀节流后释放潜热，其中大部分冷量消耗在降低冷媒自身温度，剩余部分用于润滑油冷却，此时将导致润滑油冷却效果不佳，出现超温、高温保护等，导致机组不能正常运转，影响机组可靠性。
4.因此，急需对热泵机组的润滑油冷却系统进行改进。


技术实现要素：

5.本实用新型的其中一个目的是提出一种润滑油冷却系统和热泵机组，解决了现有技术中利用从热泵机组本身的冷凝器引出的冷媒对润滑油进冷却，不能保障润滑油的冷却效果，影响机组可靠性的技术问题。本实用新型优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
7.本实用新型的润滑油冷却系统，包括油箱和冷却组件，其中，所述油箱的第一出口与待润滑部的进口连接，所述油箱的第一进口还与待润滑部的出口连接；所述冷却组件相对热泵本体独立设置，并且所述冷却组件和所述油箱形成冷却回路，所述冷却组件和/或所述油箱用于供冷媒或水流通，并利用流通的冷媒或水与对待润滑部润滑后的润滑油在所述油箱或所述冷却组件内进行直接或间接换热。
8.根据一个优选实施方式，所述冷却组件包括冷却冷凝器、节流阀和冷却压缩机，其中，所述节流阀设置于所述冷却冷凝器的出口和所述油箱的第二进口之间，所述冷却压缩机设置于所述油箱的第二出口和所述冷却冷凝器的进口之间，并且所述冷却冷凝器、所述节流阀、所述油箱和所述冷却压缩机用于供冷媒流通，并利用流通的冷媒与对待润滑部润滑后的润滑油在所述油箱内进行直接换热。
9.根据一个优选实施方式，所述冷却冷凝器、所述节流阀、所述油箱和所述冷却压缩机中流通的冷媒与热泵本体中流通的冷媒类型相同。
10.根据一个优选实施方式，所述冷却组件包括冷却冷凝器、节流阀、冷却压缩机和冷却换热盘管，其中，所述冷却换热盘管设置于所述油箱内，所述节流阀设置于所述冷却冷凝器的出口和所述冷却换热盘管的进口之间，所述冷却压缩机设置于所述冷却换热盘管的出口和所述冷却冷凝器的进口之间，并且所述冷却冷凝器、所述节流阀、所述冷却换热盘管和所述冷却压缩机用于供冷媒流通，并利用流通的冷媒与对待润滑部润滑后的润滑油在所述冷却换热盘管处进行间接换热。
11.根据一个优选实施方式，所述冷却冷凝器、所述节流阀、所述冷却换热盘管和所述冷却压缩机中流通的冷媒与热泵本体中流通的冷媒类型相同或不同。
12.根据一个优选实施方式，所述冷却组件包括冷却冷凝器、节流阀、冷却压缩机和壳管式冷油器，其中，所述壳管式冷油器设置于所述油箱和待润滑部之间，并使所述壳管式冷油器的第一进口与待润滑部连接，所述壳管式冷油器的第一出口与所述油箱的第一进口连接，所述节流阀设置于所述冷却冷凝器的出口和所述壳管式冷油器的第二进口之间，所述冷却压缩机设置于所述壳管式冷油器的第二出口和所述冷却冷凝器的进口之间，并且所述冷却冷凝器、所述节流阀、所述壳管式冷油器和所述冷却压缩机用于供冷媒流通，并利用流通的冷媒与对待润滑部润滑后的润滑油在所述壳管式冷油器处进行间接换热。
13.根据一个优选实施方式，所述冷却冷凝器、所述节流阀、所述壳管式冷油器和所述冷却压缩机中流通的冷媒与热泵本体中流通的冷媒类型相同或不同。
14.根据一个优选实施方式，所述冷却组件包括水蒸发冷油器，所述水蒸发冷油器设置于所述油箱和待润滑部之间，并使所述水蒸发冷油器的进口与待润滑部连接，所述水蒸发冷油器的出口与油箱的第一进口连接，并且所述水蒸发冷油器用于供水流通，并利用流通的水与对待润滑部润滑后的润滑油在所述水蒸发冷油器处进行间接换热。
15.根据一个优选实施方式，所述水蒸发冷油器包括循环水箱、循环水泵、润滑油盘管和蒸发风机，其中，所述润滑油盘管的进口与待润滑部连接，所述润滑油盘管的出口与所述油箱的第一进口连接；所述循环水箱设置于所述水蒸发冷油器底部，所述润滑油盘管设置于所述循环水箱上方，所述润滑油盘管上方还设置有分流部，所述循环水泵设置有所述循环水箱和所述分流部之间，并且所述循环水箱、所述循环水泵和所述分流部用于供水流通，利用流通的水与对待润滑部润滑后的润滑油在所述润滑油盘管处进行间接换热；所述蒸发风机设置于所述润滑油盘管的侧面并使所述蒸发风机向所述润滑油盘管表面送风。
16.本实用新型的热泵机组，包括热泵本体和润滑油冷却系统，其中，所述润滑油冷却系统为本实用新型中任一项技术方案所述的润滑油冷却系统。
17.本实用新型提供的润滑油冷却系统和热泵机组至少具有如下有益技术效果：
18.本实用新型的润滑油冷却系统，包括油箱和冷却组件，其中，油箱用于储放润滑油；冷却组件相对热泵本体独立设置，并且冷却组件和油箱形成冷却回路，冷却组件和/或油箱用于供冷媒或水流通，并利用流通的冷媒或水与对待润滑部润滑后的润滑油在油箱或冷却组件内进行直接或间接换热，由于冷却组件相对热泵本体独立设置，使得利用冷却组件中流通的冷媒或水对润滑油进行冷却时可不受热泵本体中冷媒温度的影响，从而可将润滑油温度控制在合理的范围内，保证对润滑油的冷却效果。
19.本实用新型的热泵机组，包括本实用新型中任一项技术方案的润滑油冷却系统，由于本实用新型的润滑油冷却系统可将润滑油温度控制在合理的范围内，保证对润滑油的冷却效果，从而可保证润滑油对热泵本体润滑的可靠性，确保热泵本体稳定运行，提高热泵本体的可靠性。
20.即本实用新型的润滑油冷却系统和热泵机组，解决了现有技术中利用从热泵机组本身的冷凝器引出的冷媒对润滑油进冷却，不能保障润滑油的冷却效果，影响机组可靠性的技术问题。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是现有润滑油冷却系统的示意图；
23.图2是本实用新型润滑油冷却系统的第一优选实施方式示意图；
24.图3是本实用新型润滑油冷却系统的第二优选实施方式示意图；
25.图4是本实用新型润滑油冷却系统的第三优选实施方式示意图；
26.图5是本实用新型壳管式冷油器的优选实施方式示意图；
27.图6是本实用新型润滑油冷却系统的第四优选实施方式示意图。
28.图中：101、油箱；102、冷却冷凝器；103、节流阀；104、冷却压缩机；105、冷却换热盘管；106、壳管式冷油器；1061、换热管；1062、润滑油进口；1063、润滑油出口；1064、冷却冷媒进口；1065、冷却冷媒出口；107、水蒸发冷油器；1071、循环水箱；1072、循环水泵；1073、润滑油盘管；1074、蒸发风机；201、油泵；202、待润滑部；203、冷凝器；204、蒸发器。
具体实施方式
29.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
30.下面结合说明书附图2～6以及实施例1和2对本实用新型的润滑油冷却系统和热泵机组进行详细说明。
31.实施例1
32.本实施例对本实用新型的润滑油冷却系统进行详细说明。
33.本实施例的润滑油冷却系统，包括油箱101和冷却组件，如图2～6所示。优选的，油箱101的第一出口与待润滑部202的进口连接，油箱101的第一进口还与待润滑部202的出口连接。更优选的，油箱101的第一出口经油泵201与待润滑部202的进口连接，油箱101的第一进口还与待润滑部202的出口连接，以通过油泵201将油箱101中的润滑油泵送至待润滑部202，并使对待润滑部202润滑后的润滑油返回油箱101中，如图2～4和图6所示。优选的，冷却组件相对热泵本体独立设置，并且冷却组件和油箱101形成冷却回路，冷却组件和/或油
箱101用于供冷媒或水流通，并利用流通的冷媒或水与对待润滑部202润滑后的润滑油在油箱101或冷却组件内进行直接或间接换热，如图2～4和图6所示。
34.本实施例的润滑油冷却系统，包括油箱101和冷却组件，其中，油箱101用于储放润滑油；由于冷却组件相对热泵本体独立设置，使得利用冷却组件中流通的冷媒或水对润滑油进行冷却时可不受热泵本体中冷媒温度的影响，从而可将润滑油温度控制在合理的范围内，保证对润滑油的冷却效果。即本实施例的润滑油冷却系统，解决了现有技术中利用从热泵机组本身的冷凝器引出的冷媒对润滑油进冷却，不能保障润滑油的冷却效果，影响机组可靠性的问题。
35.根据一个优选实施方式，冷却组件包括冷却冷凝器102、节流阀103和冷却压缩机104，如图2所示。优选的，节流阀103设置于冷却冷凝器102的出口和油箱101的第二进口之间，冷却压缩机104设置于油箱101的第二出口和冷却冷凝器102的进口之间，并且冷却冷凝器102、节流阀103、油箱101和冷却压缩机104用于供冷媒流通，并利用流通的冷媒与对待润滑部202润滑后的润滑油在油箱101内进行直接换热，如图2所示。更优选的，冷却冷凝器102、节流阀103、油箱101和冷却压缩机104中流通的冷媒与热泵本体中流通的冷媒类型相同。
36.参见图2，本实施例优选技术方案的润滑油冷却系统通过如下方式对润滑油进行冷却：油泵201将油箱101中的润滑油泵送至待润滑部202，利用润滑油对待润滑部202进行润滑，并使对待润滑部202润滑后的润滑油返回油箱101中；冷却冷凝器102、节流阀103、油箱101和冷却压缩机104用于供冷媒流通，冷却压缩机104将从油箱101中流出的气态冷媒压缩后，气态冷媒进入冷却冷凝器102中，在冷却冷凝器102中，气态冷媒冷凝为液态，随后液态冷媒经节流阀103节流后进入到油箱101中，在油箱101中，液态冷媒蒸发，直接与润滑油进行热交换，降低润滑油的温度，蒸发后的气态冷媒被冷却压缩机104压缩，进入下一个循环。图2中箭头所示为冷媒和润滑油的流动方向。
37.本实施例优选技术方案的润滑油冷却系统，利用流通的冷媒与对待润滑部202润滑后的润滑油进行直接换热，无需任何换热部件，具有换热效果好的优势。另一方面，冷媒与润滑油为直接换热，可能存在润滑油夹带冷媒的问题，本实施例优选技术方案冷却冷凝器102、节流阀103、油箱101和冷却压缩机104中流通的冷媒与热泵本体中流通的冷媒类型相同，可避免润滑油中夹带的冷媒流至热泵本体而对热泵本体性能造成影响的问题。
38.根据一个优选实施方式，冷却组件包括冷却冷凝器102、节流阀103、冷却压缩机104和冷却换热盘管105，如图3所示。优选的，冷却换热盘管105设置于油箱101内，节流阀103设置于冷却冷凝器102的出口和冷却换热盘管105的进口之间，冷却压缩机104设置于冷却换热盘管105的出口和冷却冷凝器102的进口之间，并且冷却冷凝器102、节流阀103、冷却换热盘管105和冷却压缩机104用于供冷媒流通，并利用流通的冷媒与对待润滑部202润滑后的润滑油在冷却换热盘管105处进行间接换热，如图3所示。更优选的，冷却冷凝器102、节流阀103、冷却换热盘管105和冷却压缩机104中流通的冷媒与热泵本体中流通的冷媒类型相同或不同。本实施例优选技术方案的冷却换热盘管105，可为去光管、也可以是管外壁、内壁具有换热齿的高效换热管。
39.参见图3，本实施例优选技术方案的润滑油冷却系统通过如下方式对润滑油进行冷却：油泵201将油箱101中的润滑油泵送至待润滑部202，利用润滑油对待润滑部202进行
润滑，并使对待润滑部202润滑后的润滑油返回油箱101中；冷却冷凝器102、节流阀103、冷却换热盘管105和冷却压缩机104用于供冷媒流通，冷却压缩机104将从冷却换热盘管105中流出的气态冷媒压缩后，气态冷媒进入冷却冷凝器102中，在冷却冷凝器102中，气态冷媒冷凝为液态，随后液态冷媒经节流阀103节流后进入到冷却换热盘管105中，在冷却换热盘管105中，液态冷媒蒸发，通过冷却换热盘管105的管壁与油箱101中的润滑油间接进行热交换，降低润滑油的温度，蒸发后的气态冷媒被冷却压缩机104压缩，进入下一个循环。图3中箭头所示为冷媒和润滑油的流动方向。
40.本实施例优选技术方案的润滑油冷却系统，采用独立制冷循环冷媒通过冷却换热盘管105的管壁与油箱101中的润滑油间接进行热交换，降低润滑油的温度，由于采用冷却换热盘管105进行间接换热，实现了冷却组件中流通的冷媒与热泵机组主制冷(制热)系统完全独立，二者不会造成相互干扰，可使冷却冷凝器102、节流阀103、冷却换热盘管105和冷却压缩机104中流通的冷媒与热泵本体中流通的冷媒类型相同或不同。本实施例优选技术方案冷却冷凝器102、节流阀103、冷却换热盘管105和冷却压缩机104中流通的冷媒可与热泵本体中流通的冷媒类型相同或不同，使得冷却组件中流通的冷媒选取灵活性大、范围广，同时也使得冷却冷凝器102、节流阀103和冷却压缩机104等器具具有广泛的选取空间。
41.根据一个优选实施方式，冷却组件包括冷却冷凝器102、节流阀103、冷却压缩机104和壳管式冷油器106，如图4所示。优选的，壳管式冷油器106设置于油箱101和待润滑部202之间，并使壳管式冷油器106的第一进口与待润滑部202连接，壳管式冷油器106的第一出口与油箱101的第一进口连接，节流阀103设置于冷却冷凝器102的出口和壳管式冷油器106的第二进口之间，冷却压缩机104设置于壳管式冷油器106的第二出口和冷却冷凝器102的进口之间，并且冷却冷凝器102、节流阀103、壳管式冷油器106和冷却压缩机104用于供冷媒流通，并利用流通的冷媒与对待润滑部202润滑后的润滑油在壳管式冷油器106处进行间接换热，如图4所示。更优选的，冷却冷凝器102、节流阀103、壳管式冷油器106和冷却压缩机104中流通的冷媒与热泵本体中流通的冷媒类型相同或不同。
42.参见图4和图5，本实施例优选技术方案的润滑油冷却系统通过如下方式对润滑油进行冷却：油泵201将油箱101中的润滑油泵送至待润滑部202，利用润滑油对待润滑部202进行润滑，并使对待润滑部202润滑后的润滑油经壳管式冷油器106的第一进口(即润滑油进口1062)进入壳管式冷油器106的换热管1061中；同时冷却冷凝器102、节流阀103、壳管式冷油器106和冷却压缩机104用于供冷媒流通，冷却压缩机104将从壳管式冷油器106中流出的气态冷媒压缩后，气态冷媒进入冷却冷凝器102中，在冷却冷凝器102中，气态冷媒冷凝为液态，随后液态冷媒经节流阀103节流后通过壳管式冷油器106的第二进口(即冷却冷媒进口1064)进入到壳管式冷油器106中，液态冷媒浸没换热管1061，在壳管式冷油器106中，换热管1061外侧的液态冷媒蒸发并变为气态冷媒，吸收热量，通过壳管式冷油器106的管壁与壳管式冷油器106中的润滑油间接进行热交换，降低润滑油的温度；温度降低后的润滑油通过壳管式冷油器106的第一出口(即润滑油出口1063)流出壳管式冷油器106并返回到油箱101中，蒸发后的气态冷媒通过壳管式冷油器106的第二出口(即冷却冷媒出口1065)流出壳管式冷油器106并被冷却压缩机104压缩，进入下一个循环。图4和图5中箭头所示为冷媒和润滑油的流动方向。
43.本实施例优选技术方案的换热管1061，可为去光管、也可以是管外壁、内壁具有换
热齿的高效换热管。
44.本实施例优选技术方案的润滑油冷却系统，采用独立制冷循环冷媒通过壳管式冷油器106的管壁与壳管式冷油器106的换热管1061中的润滑油间接进行热交换，降低润滑油的温度，由于采用壳管式冷油器106进行间接换热，实现了冷却组件中流通的冷媒与热泵机组主制冷(制热)系统完全独立，二者不会造成相互干扰，可使冷却冷凝器102、节流阀103、壳管式冷油器106和冷却压缩机104中流通的冷媒与热泵本体中流通的冷媒类型相同或不同。本实施例优选技术方案冷却冷凝器102、节流阀103、壳管式冷油器106和冷却压缩机104中流通的冷媒可与热泵本体中流通的冷媒类型相同或不同，使得冷却组件中流通的冷媒选取灵活性大、范围广，同时也使得冷却冷凝器102、节流阀103和冷却压缩机104等器具具有广泛的选取空间。
45.根据一个优选实施方式，冷却组件包括水蒸发冷油器107，如图6所示。优选的，水蒸发冷油器107设置于油箱101和待润滑部202之间，并使水蒸发冷油器107的进口与待润滑部202连接，水蒸发冷油器107的出口与油箱101的第一进口连接，并且水蒸发冷油器107用于供水流通，并利用流通的水与对待润滑部202润滑后的润滑油在水蒸发冷油器107处进行间接换热，如图6所示。更优选的，水蒸发冷油器107包括循环水箱1071、循环水泵1072、润滑油盘管1073和蒸发风机1074，其中，润滑油盘管1073的进口与待润滑部202连接，润滑油盘管1073的出口与油箱101的第一进口连接；循环水箱1071设置于水蒸发冷油器107底部，润滑油盘管1073设置于循环水箱1071上方，润滑油盘管1073上方还设置有分流部，循环水泵1072设置有循环水箱1071和分流部之间，并且循环水箱1071、循环水泵1072和分流部用于供水流通，利用流通的水与对待润滑部202润滑后的润滑油在润滑油盘管1073处进行间接换热；蒸发风机1074设置于润滑油盘管1073的侧面并使蒸发风机1074向润滑油盘管1073表面送风，如图6所示。尤其优选的，蒸发风机1074设置于润滑油盘管1073的后面。
46.参见图6，本实施例优选技术方案的润滑油冷却系统通过如下方式对润滑油进行冷却：油泵201将油箱101中的润滑油泵送至待润滑部202，利用润滑油对待润滑部202进行润滑，并使对待润滑部202润滑后的润滑油进入到水蒸发冷油器107的润滑油盘管1073中；循环水箱1071、循环水泵1072和分流部用于供水流通，循环水泵1072将循环水箱1071中的水泵送至水蒸发冷油器107顶部，并经分流部分流为数支流，水沿着支流浸润润滑油盘管1073表面，蒸发风机1074设置于润滑油盘管1073的后方，蒸发风机1074向润滑油盘管1073表面送风，浸润到润滑油盘管1073表面的水迅速蒸发，带走热量，使得润滑油盘管1073中的润滑油得到冷却，冷却后的润滑油经润滑油盘管1073的出口回到油箱101中，进入下一个循环。图6中箭头所示为冷媒和润滑油的流动方向。
47.本实施例优选技术方案的润滑油冷却系统，采用水蒸发冷却润滑油，利用水蒸发吸热带走润滑油热量，无需设置独立的制冷循环系统，不涉及独立气态密封、控制简单、安全可靠，可有效实现润滑油的冷却。另一方面，本实施例优选技术方案的润滑油冷却系统，通过水蒸发冷油器107的润滑油盘管1073的管壁与润滑油盘管1073中的润滑油间接进行热交换，降低润滑油的温度，由于采用润滑油盘管1073进行间接换热，实现了水与热泵机组主制冷(制热)系统完全独立，二者不会造成相互干扰。
48.实施例2
49.本实施例对本实用新型的热泵机组进行详细说明。
50.本实施例的热泵机组，包括热泵本体和润滑油冷却系统。优选的，润滑油冷却系统为实施例1中任一项技术方案的润滑油冷却系统。更优选的，待润滑部202为压缩机轴承。热泵本体可与现有技术中的结构相同，在此不再赘述。
51.本实施例的热泵机组，包括实施例1中任一项技术方案的润滑油冷却系统，由于润滑油冷却系统可将润滑油温度控制在合理的范围内，保证对润滑油的冷却效果，从而可保证润滑油对热泵本体润滑的可靠性，确保热泵本体稳定运行，提高热泵本体的可靠性。即本实施例的热泵机组，解决了现有技术中利用从热泵机组本身的冷凝器引出的冷媒对润滑油进冷却，不能保障润滑油的冷却效果，影响机组可靠性的技术问题。
52.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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。
53.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，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。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
54.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。