CN107806724A - 水系统保护装置、控制方法、水系统及空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水系统保护装置、控制方法、水系统及空调器。根据本发明的水系统保护装置包括：壳体，壳体具有容纳腔，壳体的第一端设置有气液进口，壳体的第二端设置有排气阀，壳体的周壁上设置有排水阀；液面检测部，液面检测部设置在容纳腔内，并检测容纳腔内液面位置，根据液面位置控制排气阀和排水阀。该水系统保护装置可以减少连接管路。

Description

水系统保护装置、控制方法、水系统及空调器

技术领域

本发明涉及空气调节设备领域，具体而言，涉及一种水系统保护装置、控制方法、水系统及空调器。

背景技术

现有技术中，如图1所示，户式机空调器水系统包括套管换热器1、连接水管2、水泵5和气压、水压安全保护装置，气压、水压安全保护装置分别为排气阀3与安全阀4，排气阀3用于排除水系统中的空气，安全阀4用于防止水系统压力过高导致系统损坏。为了保证安全性，安全阀4与排气阀3的安装位置限制必须安装在水系统的最高点。但由于目前管路翻边工艺、折弯工艺与焊接工艺等加工条件的限制，使得连接安全阀4与排气阀3的管路段很长，造成水系统阻力增加、系统热量损失、产品成本增加以及由于螺纹连接点多导致户式机水系统漏水的风险提高等问题。

发明内容

本发明旨在提供一种能够减少安全阀和/或排气阀连接管路的水系统保护装置、控制方法、水系统及空调器。

本发明提供了一种水系统保护装置包括：壳体，壳体具有容纳腔，壳体的第一端设置有气液进口，壳体的第二端设置有排气阀，壳体的周壁上设置有排水阀；液面检测部，液面检测部设置在容纳腔内，并检测容纳腔内液面位置，根据液面位置控制排气阀和排水阀。

可选地，液面检测部包括：液位传感器，液位传感器设置在容纳腔内，并检测容纳腔内的液面，当液面低于第一设定位置时，排气阀打开。

可选地，液面检测部还包括：第一浮动件，第一浮动件设置在容纳腔内，且漂浮在液体上，液位传感器设置在第一浮动件的底部。

可选地，第一浮动件与壳体之间具有供流体通过的间隙。

可选地，液面检测部还包括：限位组件，限位组件设置在壳体的内壁上，并具有将第一浮动件止挡在第二设定位置的止挡位置。

可选地，限位组件包括：触碰开关，触碰开关设置在壳体上，并检测液面位置；挡块，挡块可转动地设置在壳体的内壁上，并与触碰开关连接，当第一浮动件到达第二设定位置时，触碰开关控制挡块转动至止挡位置。

可选地，触碰开关与液位传感器连接，并通过液位传感器检测液面位置。

可选地，当壳体内压强大于排水阀的预设压强值时，排水阀打开。

根据本发明的另一方面，提供一种水系统控制方法，水系统控制方法用于控制上述的水系统保护装置，方法包括：检测液面位置；根据液面位置控制排气阀打开或关闭，和/或，控制排水阀打开或关闭。

可选地，根据液面位置控制排气阀打开或关闭，和/或，控制排水阀打开或关闭，包括：若液面位置低于第一设定位置，则打开排气阀。

可选地，根据液面位置控制排气阀打开或关闭，和/或，控制排水阀打开或关闭，包括：若液面位置等于第二设定位置，则控制限位组件止挡第一浮动件于第二设定位置。

可选地，根据液面位置控制排气阀打开或关闭，和/或，控制排水阀打开或关闭，还包括：判断壳体内压强是否大于排水阀的预设压强值；若压强大于排水阀的预设压强值，则排水阀打开。

根据本发明的另一方面，提供一种水系统，其包括套管换热器、与套管换热器连接的连接水管、和连接在连接水管上的保护装置，保护装置为上述的水系统保护装置。

根据本发明的另一方面，提供一种空调器，其包括水系统，水系统为上述的水系统。

根据本发明的水系统保护装置、控制方法、水系统及空调器，通过壳体安装排气阀和排水阀，实现排气阀和排水阀的集成设置，壳体的气液进口用于与被保护的水系统连接。液面检测部用于检测液面位置，从而根据液面位置控制排气阀和排水阀打开或关闭。该水系统保护装置可以实现用一个装置同时控制水系统的水压，并有效的排除水系统中存在的气体。同时，水系统保护装置可以避免过多的连接管路，从而避免阻力大、水系统热量损失严重的问题。

附图说明

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

图1是现有技术中的水系统的立体结构示意图；

图2是根据本发明的水系统保护装置的液面位置处于第一设定位置和第二设定位置之间的结构示意图；

图3是根据本发明的水系统保护装置的液面位置处于第一设定位置以下的结构示意图；

图4是根据本发明的水系统保护装置的液面位置处于第二设定位置之上的结构示意图；

图5是根据本发明的水系统的立体结构示意图。

附图标记说明：

现有技术：

1、套管换热器；2、连接水管；3、排气阀；4、安全阀；5、水泵。

本申请：

10、壳体；11、气液进口；20、排气阀；30、排水阀；41、液位传感器；42、第一浮动件；431、触碰开关；432、挡块；50、套管换热器；60、连接水管；70、保护装置；80、水泵。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图2至图5所示，根据本发明的实施例，一种水系统保护装置包括壳体10和液面检测部。壳体10具有容纳腔，壳体10的第一端设置有气液进口11，壳体10的第二端设置有排气阀20，壳体10的周壁上设置有排水阀30。液面检测部设置在容纳腔内，并检测容纳腔内液面位置，根据液面位置控制排气阀20和排水阀30。

该水系统保护装置通过壳体10安装排气阀20和排水阀30，实现排气阀20和排水阀30的集成设置，壳体10的气液进口11用于与被保护的水系统连接。液面检测部用于检测液面位置，从而根据液面位置控制排气阀20和排水阀30打开或关闭。该水系统保护装置可以实现用一个装置同时控制水系统的水压，并有效的排除水系统中存在的气体。同时，水系统保护装置可以避免过多的连接管路，从而避免阻力大、水系统热量损失严重的问题。

如图2所示，液面检测部包括液位传感器41，液位传感器41设置在容纳腔内，并检测容纳腔内的液面。液位传感器41可以是任何能够检测液面位置的结构，其可以是机械结构、光电结构或两者结合等。优选地，为了便于使用和控制，液位传感器41为能够将液面位置信号转化为电信号的传感器。这样当液面低于第一设定位置(图2中的a处)时，排气阀20打开。

排气阀20可以是电磁阀。排气阀20根据液位传感器41的信号打开或者闭合。

排水阀30可以为机械阀，当壳体10内的压强大于排水阀30的设定值时，排水阀30处于打开状态，当壳体10内压力降低后，阀门自动关闭。

可选地，为了便于安装和承载液位传感器41，液面检测部还包括第一浮动件42，第一浮动件42设置在容纳腔内，且漂浮在液体上，液位传感器41设置在第一浮动件42的底部。液位传感器41可以是液位开关，其安装在第一浮动件42下方。第一浮动件42可以是浮子。第一浮动件42可以为液位传感器41提供安装位置，且保证液位传感器41始终处于液面位置。第一浮动件42的材质可以是任何能够浮在壳体10的容纳腔内的液体上的材质。第一浮动件42的形状可以是任何适合的形状，包括但不限于半圆形、锥形等。

在本实施例中，第一浮动件42与壳体10之间具有供流体通过的间隙。第一浮动件42的比重小于壳体10内的液体的比重密度，根据阿基米德定律，当液体(也有可能包含气体)进入容纳腔时，第一浮动件42可漂浮起来。

在本实施例中，液面检测部还包括限位组件，限位组件设置在壳体10的内壁上，并具有将第一浮动件42止挡在第二设定位置的止挡位置。限位组件用于止挡第一浮动件42，防止其超过第二设定位置。

限位组件可以是任何能够将第一浮动件42止挡在第二设定位置的结构，包括但不限于，朝向壳体10中心凸出的凸起。凸起可以为多个，且沿壳体10的周向间隔设置。

可选地，在本实施例中，限位组件包括触碰开关431和挡块432。其中，触碰开关431设置在壳体10上，并检测液面位置。其中，触碰开关431可以设置在壳体10的第二设定位置处，也可以设置在其他位置。

挡块432可转动地设置在壳体10的内壁上，并与触碰开关431连接，当第一浮动件42到达第二设定位置时，触碰开关431控制挡块432转动至止挡位置。常规状态下，挡块432处于避让位置，其与壳体10的内壁平行。处于止挡位置时，挡块432垂直于壳体10的内壁。

触碰开关431检测液面位置的方式可以根据需要确定，例如，触碰开关431与液位传感器41连接，并通过液位传感器41检测液面位置。触碰开关431可以直接接收液位传感器41传送的液面位置信号，并根据液面位置信号控制挡块432。

挡块432通过触碰开关431控制其动作，如图3所示，当触碰开关431断开时，挡块432处于复位状态，如图4所示，当触碰开关431闭合时挡块432动作，转动到止挡位置。

在本实施例中，当壳体10内的液面位置超过第二设定位置，并继续上升时，壳体10内的压强逐渐增大，当壳体10内压强大于排水阀30的预设压强值时，排水阀30打开。

根据本发明的另一方面，提供一种水系统控制方法，水系统控制方法用于控制上述的水系统保护装置，方法包括检测液面位置。根据液面位置控制排气阀20打开或关闭，和/或，控制排水阀30打开或关闭。

该水系统控制方法适用于对水系统压力维护及气体排出有要求的水系统，通过液位传感器41反馈液面位置数据，利用反馈的液面位置数据控制水系统保护装置动作，实现维持水系统压力并有效排出系统中的空气，使机组正常运行的目的。

其中，根据液面位置控制排气阀20打开或关闭，和/或，控制排水阀30打开或关闭包括：

若液面位置低于第一设定位置，则打开排气阀20。

若液面位置等于第二设定位置，则控制限位组件止挡第一浮动件42于第二设定位置。

当液面位置等于第二设定位置时，判断壳体10内压强是否大于排水阀30的预设压强值。若压强大于排水阀30的预设压强值，则排水阀30打开。

当检测到液位传感器41的高度H在a(第一设定位置)和b(第二设定位置)间，该状态为气体压力与液体压力平衡，第一浮动件42处于平衡状态，排气阀20和排水阀30均关闭，触碰开关431断开，挡块432复位，机组系统水压正常，系统内没有空气，如图2所示。其中，第一设定位置和第二设定位置根据水系统的参数确定。

当水系统中的空气不断增加，聚集在第一浮动件42上方的空气越来越多，使第一浮动件42不断下降，当检测到液位传感器41的高度H小于第一设定位置时，水系统保护装置处于排气模式，排气阀20打开，排水阀30关闭，触碰开关431断开，挡块432处于避让位置，如图3所示。

当水系统的压力增加时第一浮动件42上升，当检测到液位传感器41的高度H等于第二设定位置时，触碰开关431闭合，排气阀20关闭，排水阀30关闭，挡块432的动作将第一浮动件42限制在第二设定位置的高度上。当水系统压力持续增加，水介质通过第一浮动件42与壳体10之间的间隙进入腔体上方，当水系统的压力p达到排水阀30的压力设定值P1时，排水阀30动作，排出额定数量的流体，如图4所示。当水排出一部分后，压力恢复正常，排水阀30再行关闭，第一浮动件42下降到第二设定位置以下，触碰开关431闭合，挡块432复位。

需要说明的是：排气阀20和排水阀30及触碰开关431的动作形式不限于上述形式，可以用普通具有开合功能的结构上述结构。

第一浮动件42与挡块432的结构不限于上述形式，第一浮动件42可以是比重小于壳体内液体(例如水)且可以靠自身结构自动从水下浮起的任意结构。挡块432可以是固定结构，只要保证第一浮动件42上升到挡块432位置可将其限位不再上升即可。

排气阀20根据液面位置控制其通断，当液面位置低于第一设定位置时，系统排气。

排水阀30根据液面位置及装置腔内压力控制其通断的电子机械阀，排水的条件是液面位置到达第二设定位置，且压强p≥P1。

因此在壳体10内设置触碰开关431和挡块432，依靠触碰开关431和挡块432一方面可以止挡第一浮动件42，防止第一浮动件42在没有限制的情况下随液体上升到排气阀20及排水阀30的位置处可能会对阀有破坏性的影响，从而避免对后续的阀体动作会有影响；另一方面能够检测液面位置，避免仅靠压强p是否大于P1机械控制，不能判断装置内腔压力增大是气体压力导致的还是气体压力导致的问题，也防止系统出现液面位置低于第一设定位置，压强p≥P1时，误操作排水阀30的情况。

根据本发明的另一方面，提供一种水系统，其包括套管换热器50、与套管换热器50连接的连接水管60、和连接在连接水管60上的保护装置70，保护装置70为上述的水系统保护装置。其中，连接水管60上设置有水泵80，以为水系统提供动力。

如图5所示，通过在水系统引进一种水系统气压、水压集中控制的保护装置，使其代替安全阀和排气阀两个元件，可以将连接水管的长度降低，进而减少了随水系统的水阻、避免了系统热量损失。通过引进水系统气压、水压集中控制的保护装置使螺纹连接处由两个减少为一个，降低了水系统漏水风险。

根据本发明的另一方面，提供一种空调器，其包括水系统，水系统为上述的水系统。上述的水系统和水系统保护装置可用于但不限于户式空调器，也可用于所有用于调节环境系统水压及气压控制的装置。本发明的空调器的水系统保护装置实现了气压、水压同时控制，减少了安全元器件的数量，成功的避开了管路加工工艺条件的限制，优化了管路设计，减少水系统阻力、系统热量损失，降低产品成本；减小了螺纹连接处的数量，降低了水系统漏水风险。

通过集中控制装置，利用水系统压力与气体压的差值△F与第一浮动件42的重量相互比较，控制第一浮动件42的上升下降，利用第一浮动件42下方的液位传感器41检测的液面位置信号控制排气阀20和排水阀30及挡块432的通断和动作，实现一个装置控制水系统的水压同时，并有效的排除水系统中存在的气体的功能。

解决了现有技术中由于目前管路翻边工艺、折弯工艺与焊接工艺等加工条件的限制，使得现有技术中的连接安全阀与排气阀的管路段很长，造成水系统阻力增加、系统热量损失以及产品成本增加等问题。

根据本发明的水系统保护装置、控制方法、水系统及空调器具有如下技术效果：

水系统保护装置实现一个装置同时控制水系统的水压，并有效的排除水系统中存在的气体的功能。从而实现了户式机空调器的安全保护功能，成功的避开了管路加工工艺条件的限制，优化了管路设计，解决水系统阻力大、系统热量损失严重以及产品成本高等问题。也解决了螺纹连接点多导致水系统漏水的风险高的问题。

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

Claims (14)

1.一种水系统保护装置，其特征在于，包括：

壳体(10)，所述壳体(10)具有容纳腔，所述壳体(10)的第一端设置有气液进口(11)，所述壳体(10)的第二端设置有排气阀(20)，所述壳体(10)的周壁上设置有排水阀(30)；

液面检测部，所述液面检测部设置在所述容纳腔内，并检测所述容纳腔内液面位置，根据所述液面位置控制所述排气阀(20)和所述排水阀(30)。

2.根据权利要求1所述的水系统保护装置，其特征在于，所述液面检测部包括：

液位传感器(41)，所述液位传感器(41)设置在所述容纳腔内，并检测所述容纳腔内的液面，当所述液面低于第一设定位置时，所述排气阀(20)打开。

3.根据权利要求2所述的水系统保护装置，其特征在于，所述液面检测部还包括：

第一浮动件(42)，所述第一浮动件(42)设置在所述容纳腔内，且漂浮在液体上，所述液位传感器(41)设置在所述第一浮动件(42)的底部。

4.根据权利要求3所述的水系统保护装置，其特征在于，所述第一浮动件(42)与所述壳体(10)之间具有供流体通过的间隙。

5.根据权利要求3所述的水系统保护装置，其特征在于，所述液面检测部还包括：

限位组件，所述限位组件设置在所述壳体(10)的内壁上，并具有将所述第一浮动件(42)止挡在第二设定位置的止挡位置。

6.根据权利要求5所述的水系统保护装置，其特征在于，所述限位组件包括：

触碰开关(431)，所述触碰开关(431)设置在所述壳体(10)上，并检测所述液面位置；

挡块(432)，所述挡块(432)可转动地设置在所述壳体(10)的内壁上，并与所述触碰开关(431)连接，当所述第一浮动件(42)到达所述第二设定位置时，所述触碰开关(431)控制所述挡块(432)转动至所述止挡位置。

7.根据权利要求6所述的水系统保护装置，其特征在于，所述触碰开关(431)与所述液位传感器(41)连接，并通过所述液位传感器(41)检测所述液面位置。

8.根据权利要求1所述的水系统保护装置，其特征在于，当所述壳体(10)内压强大于所述排水阀(30)的预设压强值时，所述排水阀(30)打开。

9.一种水系统控制方法，其特征在于，所述水系统控制方法用于控制权利要求1-8中任一项所述的水系统保护装置，所述方法包括：

检测液面位置；

根据所述液面位置控制所述排气阀(20)打开或关闭，和/或，控制所述排水阀(30)打开或关闭。

10.根据权利要求9中所述的水系统控制方法，其特征在于，所述根据所述液面位置控制所述排气阀(20)打开或关闭，和/或，控制所述排水阀(30)打开或关闭，包括：

若所述液面位置低于第一设定位置，则打开所述排气阀(20)。

11.根据权利要求10中所述的水系统控制方法，其特征在于，所述根据所述液面位置控制所述排气阀(20)打开或关闭，和/或，控制所述排水阀(30)打开或关闭，包括：

若所述液面位置等于第二设定位置，则控制限位组件止挡第一浮动件(42)于所述第二设定位置。

12.根据权利要求11中所述的水系统控制方法，其特征在于，所述根据所述液面位置控制所述排气阀(20)打开或关闭，和/或，控制所述排水阀(30)打开或关闭，还包括：

判断所述壳体(10)内压强是否大于所述排水阀(30)的预设压强值；

若所述压强大于所述排水阀(30)的预设压强值，则所述排水阀(30)打开。

13.一种水系统，其特征在于，包括套管换热器(50)、与所述套管换热器(50)连接的连接水管(60)、和连接在所述连接水管(60)上的保护装置(70)，所述保护装置(70)为权利要求1-8中任一项所述的水系统保护装置。

14.一种空调器，其特征在于，包括水系统，所述水系统为权利要求13中所述的水系统。