CN110307679A - 一种冷水机及其低温防冻方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例属于工业制冷设备技术领域，涉及一种冷水机及其低温防冻方法，所述冷水机包括储水装置、动力装置、换热器和与所述换热器连接的制冷装置；所述换热器位于所述储水装置上方，所述储水装置的容积大于所述冷水机内部总水量的体积；所述动力装置通过第一连接管道连接所述储水装置的出水口，所述换热器通过第二连接管道连接所述储水装置的回水口，同时所述动力装置和所述换热器之间连接对所述工业设备进行降温的冷却水道，且所述换热器通过气管连接所述储水装置的通气口。根据本发明实施例提供的方案，在冷水机停止工作时，换热器内部的水因气压作用将回落至储水装置中，可避免换热器低温损坏，无需添加防冻液，成本更低，适用性更广。

Description

一种冷水机及其低温防冻方法

技术领域

本发明实施例属于工业制冷设备技术领域，尤其涉及一种冷水机及其低温防冻方法。

背景技术

换热器是工业冷水机的关键部分，换热器有多种类型，一种常见的换热器是板式换热器，板式换热器在水冷机停机状态下存在低温结冰冻坏的问题，因为在水冷机温度低到零度或者零度以下时，水在板式换热器里面结冰，冰的体积比水的体积大，水结冰时体积膨胀，将导致板式换热器胀裂。现有防止板式换热器低温冻坏的方法是在水里面混合防冻液，使水的冰点降低，以达到。

发明人在实现本发明的过程中发现，现有技术至少存在下述问题：1、在水中混合防冻液将增加成本；2、存在一些设备不适合添加防冻液；3、由于防冻液品质问题，无法精确的知道水的冰点降低了多少，不能完全保证板式换热器不被冻坏。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例提供一种冷水机及其低温防冻方法，以达到降低成本、避免换热器低温冻坏的目的。

第一方面，本发明实施例提供一种冷水机，用于工业设备的冷却，所述冷水机包括储水装置、动力装置、换热器和与所述换热器连接的制冷装置；

所述换热器位于所述储水装置上方，所述储水装置的容积大于所述冷水机内部总水量的体积；

所述动力装置通过第一连接管道连接所述储水装置的出水口，所述换热器通过第二连接管道连接所述储水装置的回水口，同时所述动力装置和所述换热器之间连接对所述工业设备进行降温的冷却水道，且所述换热器通过气管连接所述储水装置的通气口。

在一些方案中，所述储水装置包括互相连通的储水腔和气室；

所述出水口与所述回水口设置在所述储水腔的腔壁上，所述通气口设置在所述气室的侧壁上或者顶部。

在一些方案中，所述气室的容积不小于所述换热器的容积。

在一些方案中，所述气室内设置惰性气体。

在一些方案中，所述气室与大气连通。

在一些方案中，所述储水腔内设置有水位感应器。

在一些方案中，所述气管与所述换热器的连接处位于所述换热器的顶部。

在一些方案中，所述气管为铜管或者塑料管。

在一些方案中，所述动力装置为水泵。

第二方面，本发明实施例提供一种冷水机的低温防冻方法，其中所述水冷机包括互相连接的储水装置、动力装置和换热器，以及与所述换热器连接的制冷装置，所述低温防冻方法包括：

将所述换热器置于所述储水装置上方，使所述换热器的底端所处位置不低于所述储水装置的顶部；

在所述换热器内部的水道的任意位置开设通孔，且在所述储水装置上部开设通气口，通过气管连接所述通孔和所述通气口，使所述换热器、第二连接管道、储水装置和气管组成闭合的管道，以使所述换热器中的水在所述冷水机停止工作时在重力及气压的作用下回落至所述储水装置中。

根据本发明实施例提供的冷水机及其低温防冻方法，通过将换热器的置于在储水装置上方的位置，并在换热器和储水装置之间设置气管，可以在冷水机停止工作时，使得换热器内部管道中的水因气压的作用回落至储水装置中，从而可有效避免因水在低温环境下结冰膨胀导致的换热器的损坏，无需在冷却水中添加防冻液，可有效降低成本，满足不同工业设备的要求，适用性更广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。

图1为本发明实施例提供的冷水机各组成部分的连接示意图。

附图标记：

储水装置10、出水口11、回水口12、通气口13、注水口14、排水口15、动力装置20、换热器30、通孔31、制冷装置40、冷却水道50、第一连接管道51、第二连接管道52、气管53。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本发明实施例提供一种冷水机，用于工业设备的冷却，如图1所示，本发明实施例提供的冷水机包括储水装置10、动力装置20、换热器30和与所述换热器30连接的制冷装置40；

其中，所述换热器30位于所述储水装置10上方，即所述换热器30的底端所处位置不低于所述储水装置10的顶部；所述储水装置10的容积大于所述冷水机内部总水量的体积；所述动力装置20通过第一连接管道51连接所述储水装置10的出水口11，所述换热器30通过第二连接管道52连接所述储水装置10的回水口12，同时所述动力装置20和所述换热器30之间连接对所述工业设备进行降温的冷却水道50，且所述换热器30通过气管53连接所述储水装置10的通气口13；所述冷却水道可以是冷水机的一部分，所述冷却水道可以贴合在工业设备待冷却的部位；在另一些实施例中，所述冷却水道也可以是工业设备的一部分，所述动力装置20和所述换热器30分别连接至工业设备上的冷却水道的两端。在本实施例中，通过将换热器30的置于在储水装置10上方的位置，并在换热器30和储水装置10之间设置气管53，可以在冷水机停止工作时，使得换热器30内部管道中的水因气压的作用回落至储水装置10中，从而可有效避免因水在低温环境下结冰膨胀导致的换热器30的损坏，无需在冷却水中添加防冻液，可有效降低成本，满足不同工业设备的要求，适用性更广。

在本发明的可选实施例中，所述储水装置10包括互相连通的储水腔(图中未标识)和气室(图中未标识)；其中，所述出水口11与所述回水口12设置在所述储水腔的腔壁上，所述通气口13设置在所述气室的侧壁上或者顶部。

在本发明一些实施例中，气室可以是储水腔的一部分；在本发明另一些实施例中，气室与储水腔互相独立，所述储水腔与所述气室之间设置带通孔的隔板，通过设置独立的气室和储水腔，可以精确控制加入储水腔的水量。作为可选方案，在本发明一些实施例中，所述储水腔内还可以设置水位感应器，可以在往储水腔中加水时更加精确地控制加水量。

作为可选方案，所述气室内可设置惰性气体，可避免冷水机的各部件采用金属管道时，因空气中的氧气对管道内壁形成氧化，有利于延长冷水机使用寿命。当然，在另一些实施例中，对于冷水机的各部件采用金属管道较少或者不采用金属管道的情况，所述气室可以与大气连通。

在本发明一些实施例中，所述气管53与所述换热器30的连接处位于所述换热器30的顶部，当然，在其他实施例中，该连接处可以位于所述换热器30的任意位置，所述气管53与所述换热器30内的水槽连通。

在本发明一些实施例中，所述储水装置10还包括注水口14和排水口15，所述注水口14用于往所述储水装置10中注水，所述排水口15用于所述储水装置10中的水排出。

在本发明上述实施例中，所述气管53优选为内径较小的管道，且所述气管53的内径小于所述第一连接管和第二连接管的管道；在本实施例中，所述气管53可以是铜管或者塑料管。

在本发明上述实施例中，所述气室的容积不小于所述换热器30的容积，以保证换热器30内部管道中的水能够在冷水机停运后完全回流至储水装置10的储水腔中。在更优选的方案中，所述气室的容积的需能容纳换热器30和第二连接管道52中的水。

在本发明上述实施例中，所述动力装置20为水泵，所述制冷装置40为压缩机制冷系统，所述换热器30为板式换热器。

下面对本发明实施例提供的冷水机的工作过程进行说明。

整个冷水机水路是一个封闭的闭环系统，当冷水机工作时，动力装置20从储水装置10中抽取冷却水至冷却管道，对工业设备的待冷却部位进行冷却，冷却工业设备后的水变成温度相对高的水，温度相对高的水进入换热器30的内部管道中，温度相对高的水换热器30里与制冷装置40进行换热，使温度相对高的水变成冷水，冷水回流至储水装置10。

当冷水机停机时，由于储水装置10的容积大于冷水机内部总水量的体积，在停机的时刻，储水装置10内腔的上方为气体，换热器30的水位高于储水装置10内腔中的水位，在重力作用下换热器10中的水将有向储水装置10中回流的趋势，通过储水装置10和换热器30之间的气管53，使得换热器30、第二连接管道52、储水装置10和气管53组成闭合的管道，换热器30里面的水将因重力作用以及气压的存在而通过第二连接管道52往储水装置10中回流，储水装置10内腔中水位上升压缩储水装置10内腔上方的气体，使得气体通过气管53进入换热器30的管道中，最终使得储水装置10内腔中的气体全部进入换热器30内部的管道，而换热器30中的水全部回流至储水装置10中，使得换热器30中没有冷却水，从而防止换热器30内部管道结冰胀裂。

根据本发明实施例提供的冷水机，与现有技术相比，在冷水机停止工作时，板式换热器30内部的水因气压作用将回落至储水装置10中，可避免板式换热器30低温损坏，无需添加防冻液，成本更低，适用性更广。

本发明实施例还提供一种冷水机的低温防冻方法，其中，结合图1，所述水冷机包括互相连接的储水装置10、动力装置20和换热器30，以及与所述换热器30连接的制冷装置40，所述低温防冻方法包括：

将所述换热器30置于所述储水装置10上方，使所述换热器30的底端所处位置不低于所述储水装置10的顶部；

在所述换热器30内部的水道的任意位置开设通孔31，且在所述储水装置10上部开设通气口13，通过气管53连接所述通孔31和所述通气口13，使所述换热器30中的水在所述冷水机停止工作时回落至所述储水装置10中；其中对于冷水机的水路中充满了水的情形，在设置气管53后，需要排出储水装置10中部分水分，使储水装置10上部充斥常压气体，常压气体的体积不小于所述换热器30中可容纳的水的体积。其中，所述气管53优选为内径较小的管道，且所述气管53的内径小于所述第一连接管和第二连接管的管道；在本实施例中，所述气管53可以是铜管或者塑料管。

在本发明一些实施例中，所述气管53与所述换热器30的连接处位于所述换热器30的顶部，当然，在其他实施例中，该连接处可以位于所述换热器30的任意位置，所述气管53与所述换热器30内的水槽连通。

在本发明一些实施例中，所述方法还包括往所述储水装置10中注入惰性气体以替换原有的气体，可避免冷水机的各部件采用金属管道时，因空气中的氧气对管道内壁形成氧化，有利于延长冷水机使用寿命。当然，在另一些实施例中，对于冷水机的各部件采用金属管道较少或者不采用金属管道的情况，所述方法还包括将所述储水装置10的顶部与大气连通。

作为可选方案，在本发明一些实施例中，所述方法还包括在所述储水装置10内设置水位感应器，可以精确获取储水装置10中的水量。

在本发明上述实施例中，所述动力装置20为水泵，所述制冷装置40为压缩机制冷系统，所述换热器30为板式换热器。

通过本发明实施例提供的方法，可以对现有的冷水机进行改造，改造得到的冷水机水路是一个封闭的闭环系统，当冷水机工作时，动力装置20从储水装置10中抽取冷却水至冷却管道，对工业设备的待冷却部位进行冷却，冷却工业设备后的水变成温度相对高的水，温度相对高的水进入换热器30的内部管道中，温度相对高的水换热器30里与制冷装置40进行换热，使温度相对高的水变成冷水，冷水回流至储水装置10。

当冷水机停机时，由于储水装置10的容积大于冷水机内部总水量的体积，在停机的时刻，储水装置10内腔的上方为气体，通过储水装置10和换热器30之间的气管53，换热器30里面的水将因气压的存在而全部回流至储水装置10中，使得换热器30中没有冷却水，从而防止换热器30内部管道结冰胀裂。

根据本实施例提供的方法，通过将换热器30的置于在储水装置10上方的位置，并在换热器30和储水装置10之间设置气管53，可以在冷水机停止工作时，使得换热器30内部管道中的水因气压的作用回落至储水装置10中，从而可有效避免因水在低温环境下结冰膨胀导致的换热器30的损坏，无需在冷却水中添加防冻液，可有效降低成本，满足不同工业设备的要求，适用性更广。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本发明的较佳实施例，但并不限制本发明的专利范围。本发明可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种冷水机，用于工业设备的冷却，其特征在于，包括储水装置、动力装置、换热器和与所述换热器连接的制冷装置；

所述换热器位于所述储水装置上方，所述储水装置的容积大于所述冷水机内部总水量的体积；

所述动力装置通过第一连接管道连接所述储水装置的出水口，所述换热器通过第二连接管道连接所述储水装置的回水口，同时所述动力装置和所述换热器之间连接对所述工业设备进行降温的冷却水道，且所述换热器通过气管连接所述储水装置的通气口。

2.根据权利要求1所述的冷水机，其特征在于，所述储水装置包括互相连通的储水腔和气室；

所述出水口与所述回水口设置在所述储水腔的腔壁上，所述通气口设置在所述气室的侧壁上或者顶部。

3.根据权利要求2所述的冷水机，其特征在于，所述气室的容积不小于所述换热器的容积。

4.根据权利要求2或3所述的冷水机，其特征在于，所述气室内设置惰性气体。

5.根据权利要求2或3所述的冷水机，其特征在于，所述气室与大气连通。

6.根据权利要求2所述的冷水机，其特征在于，所述储水腔内设置有水位感应器。

7.根据权利要求1所述的冷水机，其特征在于，所述气管与所述换热器的连接处位于所述换热器的顶部。

8.根据权利要求1或7所述的冷水机，其特征在于，所述气管为铜管或者塑料管。

9.根据权利要求1所述的冷水机，其特征在于，所述动力装置为水泵。

10.一种冷水机的低温防冻方法，所述水冷机包括互相连接的储水装置、动力装置和换热器，以及与所述换热器连接的制冷装置，其特征在于，包括：

将所述换热器置于所述储水装置上方，使所述换热器的底端所处位置不低于所述储水装置的顶部；

在所述换热器内部的水道的任意位置开设通孔，且在所述储水装置上部开设通气口，通过气管连接所述通孔和所述通气口，使所述换热器、第二连接管道、储水装置和气管组成闭合的管道，以使所述换热器中的水在所述冷水机停止工作时在重力及气压的作用下回落至所述储水装置中。