[发明专利]在制冷剂循环系统中分离制冷剂-油混合物中的油及冷却油和冷却和/或液化制冷剂的设备

说明书

本发明涉及一种用于在制冷剂循环系统中分离制冷剂‑油混合物中的油以及用于冷却油并且用于冷却和/或液化制冷剂的设备。制冷剂循环系统具有压缩机和在制冷剂的流动方向上在压缩机下游设置的换热器、用于分离油的设备以及用于冷却分离的油的换热器。换热器具有用于冷却和/或液化制冷剂的第一区域和用于冷却油的作为换热器的第二区域，其中用于冷却油的第二区域是换热器的集成的组件。此外，换热器构成为具有至少两个收集管。换热器的第一区域具有用于引导制冷剂的流动通道并且换热器的第二区域具有用于引导油的流动通道。在此，流动通道在收集管之间延伸。流动通道在外侧上分别由吸热流体环流。

技术领域

本发明涉及一种用于在制冷剂循环系统中分离制冷剂-油混合物中的油以及用于冷却油并且用于冷却和/或液化制冷剂的设备。制冷剂循环系统具有压缩机和在制冷剂的流动方向上在压缩机下游设置的换热器、用于分离油的设备以及用于冷却分离的油的换热器。

背景技术

在制冷剂循环系统之内，油具有多个功能。一方面，油用于润滑在压缩机之内设置的可运动的部件进而减少部件之间的摩擦，所述部件尤其构成为金属零件。因此，降低压缩机的损耗。另一方面，借助于油，改进压缩机相对于环境的密封以及在压缩机之内在制冷剂的高压区域和低压区域之间的内部密封。油在制冷剂循环系统之内的其他功能在于：将例如由于压缩机的运动的部件之间的摩擦在压缩机之内产生的热量吸收和引出。

尽管基本上仅在压缩机之内需要油，仍不可避免的是：油也在制冷剂循环系统之内环行。在此，环行且环流的油的量与多种因素有关。此外，属于所述因素的有：压缩机的设计或构造和配置，以及周边备，即尤其制冷剂循环系统的周边，关于压缩机的损耗的状态和老化，运行条件和系统条件以及油与制冷剂的可混合性。

在从现有技术中已知的制冷剂循环系统中，油的环行速率在制冷剂的质量流的1％和15％之间变化。压缩机的与制冷剂共同通过制冷剂循环系统环行的油具有不同的效果。因此，所述油例如改变制冷剂-油混合物的品质以及物理特性和热动力学特性。油的存在减小制冷剂循环系统的换热器的效率，因为当换热器之内的换热面由油膜覆盖时，影响热传递进而导热，因为油膜如附加的绝缘层那样作用。

在制冷剂循环系统的所谓的集油器中也许能够挡住油，所述集油器尤其在制冷剂的速度小的区域中构成。在集油器中收集的油能够如液体振荡柱那样突然溢出并且回流至压缩机。在此，能够产生压力波，所述压力波又造成液体冲击。

在低温应用中，由于在低温下较高的粘度，制冷剂循环系统之内的油的运动可能性十分受限。压缩机之内油位的下降能够导致压缩机的不可逆的机械损害。

此外，基本上不可压缩的油在可忽略的膨胀过程期间不冷却。将油与制冷剂混合，其中制冷剂部分地蒸发。在此，制冷剂的制冷功率的一部分、即大约8％至10％用于冷却压缩机油。

在US 6,058,727A中描述用于冷却空气的制冷剂循环，所述制冷剂循环系统具有压缩机、冷凝器、膨胀机构和蒸发器。此外，制冷剂循环系统具有用于将油从压缩机的出口回引至压缩机的入口的流动路径，所述流动路径具有油分离器和油冷却器。将在压缩气态的制冷剂时加热的油在通向压缩机的入口之前冷却。在此，油的热量传递到由压缩机抽吸的制冷剂上。油冷却器连同内部的换热器构成为换热器单元，其中换热器单元能够设置在制冷剂的蓄能器之内。

US 2010/0251756 A1同样公开用于冷却空气的制冷剂循环系统，所述制冷剂循环具有压缩机、冷凝器、膨胀机构和蒸发器以及用于将油从压缩机的出口回引至压缩机的入口的流动路径，所述流动路径具有油分离器和油冷却器。油冷却器构成为空气-油换热器并且在空气的流动方向上设置在蒸发器下游。热量从油传递到在穿流蒸发器时冷却的空气上。

从US 6,579,335 B2中得知一种用于压缩气态的流体的设备，所述设备具有从压缩的气体中分离油、用于在压缩气体之后冷却油并且用于储存油的部件。再次将油连同要压缩的气态的流体输送给压缩机。为了冷却油，引导油通过换热器。在此，油的热量传递到要压缩的气态的流体上。紧接着，压缩气态的流体。