CN112378129A - 冷水机组及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冷水机组及其控制方法，包括压缩机(1)、冷凝器(2)、节流元件(3)、蒸发器(4)、存储箱(5)、加热管(6)和电加热装置(7)，冷凝器(2)与压缩机(1)连接，节流元件(3)与冷凝器(2)连接，蒸发器(4)连接于节流元件(3)和压缩机(1)之间，存储箱(5)的内部存储有冷却液，冷却液与冷凝器(2)内的换热介质进行热交换以对换热介质进行冷却，加热管(6)设置于存储箱(5)的底部，加热管(6)内流通有加热介质，加热介质用于对冷却液进行加热，电加热装置(7)设置于存储箱(5)的底部，电加热装置(7)被配置为通过电能发热以对冷却液进行加热。本发明冷水机组可以有效防止冷却液结冰，可以满足全年使用冷水机组的需求。

Description

冷水机组及其控制方法

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，尤其涉及一种冷水机组及其控制方法。

背景技术

蒸发式冷凝器是一种利用干湿球温度差作为驱动力的高效、绿色制冷技术，可应用于蒸发式冷水机组，通过间接蒸发冷却对换热管内的制冷剂进行冷却。对于有全年制冷需求的场合，在冬季时，水箱中的水会出现结冰情况，从而影响机组的正常使用。

需要说明的是，公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明实施例提供一种冷水机组及其控制方法，解决冬天使用时的结冰问题。

根据本发明的一个方面，提供一种冷水机组，包括：

压缩机；

冷凝器，与压缩机连接；

节流元件，与冷凝器连接；

蒸发器，连接于节流元件和压缩机之间；

存储箱，其内部存储有冷却液，冷却液与冷凝器内的换热介质进行热交换以对换热介质进行冷却；

加热管，设置于存储箱的底部，加热管内流通有加热介质，加热介质用于对冷却液进行加热；和

电加热装置，设置于存储箱的底部，电加热装置被配置为通过电能发热以对冷却液进行加热。

在一些实施例中，加热管连接于压缩机的出口和节流元件的进口之间。

在一些实施例中，冷水机组还包括设置在压缩机的出口和加热管之间的第一电磁阀。

在一些实施例中，冷水机组还包括温度传感器和控制装置，温度传感器用于检测存储箱的内部温度，控制装置与温度传感器、第一电磁阀和电加热装置信号连接，以根据温度传感器的检测结果控制第一电磁阀和电加热装置的启闭。

在一些实施例中，电加热装置包括伴热带。

在一些实施例中，加热管和/或伴热带呈S形安装在存储箱的底面。

在一些实施例中，加热管和伴热带并行布置。

在一些实施例中，冷水机组还包括与存储箱连接的喷淋装置，喷淋装置设置在冷凝器的上方以将冷却液喷洒于冷凝器的外表面。

在一些实施例中，冷水机组还包括风机，风机设置在冷凝器的上方以加速冷凝器的散热。

在一些实施例中，冷却液包括水。

根据本发明的另一个方面，提供一种基于上述冷水机组的控制方法，加热管连接于压缩机的出口和节流元件的进口之间，压缩机的出口和加热管之间设有第一电磁阀，控制方法包括：

设定预设温度T1；

检测存储箱的内部温度T2；

比较内部温度T2和预设温度T1的大小，若T2≥T1，则控制第一电磁阀保持关闭，且电加热装置断电；若T2＜T1，则控制第一电磁阀开启，电加热装置仍保持断电；和

在第一电磁阀开启预设时间后，继续检测存储箱的内部温度T2，并比较内部温度T2和预设温度T1的大小，若比较结果仍是T2＜T1，则控制电加热装置通电。

基于上述技术方案，本发明冷水机组实施例包括加热管，通过加热管中的加热介质可以对冷却液进行加热，防止冷却液出现结冰现象；冷水机组还包括电加热装置，电加热装置利用电能发热，消耗电能所转化的热量传递至冷却液可对冷却液进行加热，防止冷却液出现结冰现象；而且，由于冷水机组同时包括加热管和电加热装置，因此可以根据实际情况灵活选择加热管和电加热装置中的一个用于对冷却液进行加热，满足不同的场景需求；即使加热管和电加热装置中的一个出现故障，还可以通过加热管和电加热装置中的另一个满足防冰需求；另外，还可以利用加热管和电加热装置同时对冷却液进行加热，提高加热效率，在已结冰场合可以快速融化冰块，减少机组故障等待时间，使机组能够尽快投入使用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，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为本发明冷水机组一个实施例的原理示意图。

图2为本发明冷水机组一个实施例中存储箱的结构示意图。

图中：

1、压缩机；2、冷凝器；3、节流元件；4、蒸发器；5、存储箱；6、加热管；7、电加热装置；8、喷淋装置；9、风机；10、第一电磁阀；11、填料；12、第二电磁阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明保护范围的限制。

如图1所示，在本发明提供的冷水机组的一些实施例中，该冷水机组包括压缩机1、冷凝器2、节流元件3、蒸发器4、存储箱5、加热管6和电加热装置7，冷凝器2与压缩机1连接，节流元件3与冷凝器2连接。蒸发器4连接于节流元件3和压缩机1之间，存储箱5的内部存储有冷却液，冷却液与冷凝器2内的换热介质进行热交换以对换热介质进行冷却，加热管6设置于存储箱5的底部，加热管6内流通有加热介质，加热介质用于对冷却液进行加热，电加热装置7设置于存储箱5的底部，电加热装置7被配置为通过电能发热以对冷却液进行加热。

在上述实施例中，冷水机组包括加热管6，通过加热管6中的加热介质可以对冷却液进行加热，防止冷却液出现结冰现象；冷水机组还包括电加热装置7，电加热装置7利用电能发热，消耗电能所转化的热量传递至冷却液可对冷却液进行加热，防止冷却液出现结冰现象。

在上述实施例中，由于冷水机组同时包括加热管6和电加热装置7，因此可以根据实际情况灵活选择加热管6和电加热装置7中的一个用于对冷却液进行加热，满足不同的场景需求。比如，在不方便提供加热介质的情况下，可以采用电加热装置7对冷却液进行加热；在不方便提供电源时，可以采用加热管6对冷却液进行加热。

在上述实施例中，冷水机组同时包括加热管6和电加热装置7，即使加热管6和电加热装置7中的一个出现故障，还可以通过加热管6和电加热装置7中的另一个满足防冰需求，避免只有一种加热方式而该加热方式出现故障时无法防止结冰的问题。

另外，冷水机组还可以利用加热管6和电加热装置7同时对冷却液进行加热，提高加热效率，在已结冰场合可以快速融化冰块，减少机组故障等待时间，使机组能够尽快投入使用。

本发明提供的冷水机组实施例不受外界环境温度的影响，即使在冬天使用该冷水机组，也可以实现较好的防冰效果，满足全年使用冷水机组且不结冰的需求。

在一些实施例中，加热介质可以有多种选择，比如热水或者温度高于冷却液的冷媒等。

在一些实施例中，加热管6连接于压缩机1的出口和节流元件3的进口之间。在这些实施例中，加热管6中的加热介质为来自于压缩机1的冷媒，利用压缩机1的冷媒对冷却液进行加热可以避免引入新的介质，实现机组内部自给自足，降低机组成本。

加热管6的进口与压缩机1的出口连接，加热管6的出口与节流元件3的进口连接，这样设置后，从压缩机1进入加热管6与冷凝器2换热后的冷媒在从加热管6流出后，会再经过节流元件3进行一道降压降温的过程，避免影响蒸发器4的性能。

在一些实施例中，电加热装置7包括伴热带。电伴热带接通电源后可以将电能转化为热能散发出来，热量传递至冷却液可对冷却液进行加热，防止结冰。

如图2所示，在一些实施例中，加热管6和/或伴热带呈S形安装在存储箱的底面。将加热管6和/或伴热带设置为S形形状，可以增大加热管6和/或伴热带与存储箱5的接触面积，从而增大换热面积，有利于提高加热效率，提升防冰效果。

在一些实施例中，加热管6和伴热带并行布置，即加热管6和伴热带像两条平行轨道一样齐头并进。

在如图2所示的实施例中，加热管6和伴热带并行布置，且加热管6和伴热带均布置成S形形状。这样设置可以节约布置空间，同时尽可能地增大加热管6和伴热带与存储箱5的接触面积。

在一些实施例中，冷水机组还包括与存储箱5连接的喷淋装置8，喷淋装置8设置在冷凝器2的上方以将冷却液喷洒于冷凝器2的外表面。

通过设置喷淋装置8，可以通过喷洒的方式使冷却液与冷凝器2接触，实现冷却液与冷凝器2中的换热介质进行换热，进而实现对换热介质的冷却作用。

喷淋装置8包括安装架和多个喷头，多个喷头安装在安装架上。

喷淋装置8与存储箱5的连接管路上设有第二电磁阀12，第二电磁阀12用于控制其所在管路的流量，在打开第二电磁阀12后，通过调节第二电磁阀12的开口大小，可以调节喷淋装置8的出水量。通过打开或关闭第二电磁阀12，可以控制喷淋装置8是否工作。

在一些实施例中，冷水机组还包括风机9，风机9设置在冷凝器2的上方以加速冷凝器2的散热。通过设置风机9，可以进一步增大冷凝器2内的换热介质的换热效率。风机9可以采用轴流风机等结构形式。

在一些实施例中，冷水机组还包括设置在压缩机1的出口和加热管6之间的第一电磁阀10。第一电磁阀10用于控制压缩机1的出口和加热管6的进口之间的连接管路的流量，在打开第一电磁阀10后，通过调节第一电磁阀10的开口大小，可以调节加热管6内加热介质的流量。通过打开或关闭第一电磁阀10，可以控制是否向加热管6内输送加热介质。

在一些实施例中，冷水机组还包括温度传感器和控制装置，温度传感器用于检测存储箱5的内部温度，控制装置与温度传感器、第一电磁阀10和电加热装置7信号连接，以根据温度传感器的检测结果控制第一电磁阀10和电加热装置7的启闭。

在一些实施例中，冷水机组还包括填料11，填料11设置在存储箱5的上方。通过设置填料11，可以增加换热面积，加强冷凝器2的换热效果。填料11可以采用纸膜或PVC等。

在一些实施例中，冷却液包括水，冷水机组为水冷式冷水机组。

下面对本发明冷水机组一个实施例的工作过程进行说明：

如图1和图2所示，存储箱5内存储的冷却液为水，存储箱5的底面安装有加热管6和电加热装置7，加热管6和电加热装置7并行布置且均呈S形布置。

该冷水机组的冷媒循环包括两个回路，一个是主路循环，压缩机1中产生的高温高压的液态冷媒进入冷凝器2进行冷却，释放热量后变成中温高压的液体，然后经过节流元件3的节流作用变成低温低压的液体，低温低压的液体进入蒸发器4，蒸发后变成低温低压的气体进入压缩机1中，形成冷媒循环系统；另一个回路是旁通循环，在冬季或其他易结冰的场景下，冷媒除了主路循环外，压缩机1中产生的高温高压的液态冷媒一部分流入加热管6中，在加热管6中冷媒与存储箱5中的冷却液进行热交换，实现对冷却液的加热，防止冷却液发生结冰现象。当加热管6中的冷媒不足以实现防冰效果时，还可以接通电加热装置7和电源，通过电加热装置7对冷却液进行加热，提高防冰效果。

基于上述各个实施例中的冷水机组，本发明还提供一种基于上述冷水机组的控制方法，该控制方法包括：

设定预设温度T1；

检测存储箱5的内部温度T2；

比较内部温度T2和预设温度T1的大小，若T2≥T1，则控制第一电磁阀10保持关闭，且电加热装置7断电；若T2＜T1，则控制第一电磁阀10开启，电加热装置7仍保持断电；和

在第一电磁阀10开启预设时间后，继续检测存储箱5的内部温度T2，并比较内部温度T2和预设温度T1的大小，若比较结果仍是T2＜T1，则控制电加热装置7通电。

在一些实施例中，冷水机组启动时，第一电磁阀10的初始状态为关闭状态；

设定冷水机组的防冰温度的目标值为T1，该目标值为预设温度，可以根据实际需求进行更改；

通过设置在存储箱5底部的温度传感器实时检测存储箱5的温度T2，若T2≥T1，控制装置控制第一电磁阀10保持关闭；若T2＜T1，则控制装置控制第一电磁阀10开启，以防止冷却液冻结；

若开启第一电磁阀10之后，T2仍然小于T1，则控制装置控制电加热装置7通电，通过加热管6和电加热装置7同时对冷却液进行加热，防止冻结。

冷水机组停机或发生故障时，若T2≥T1，控制装置不动作；若T2＜T1，则控制装置控制电加热装置7通电，通过电加热装置7对冷却液进行加热，防止冻结。

冷水机组停机或发生故障时，压缩机1处于非工作状态，通过加热管6进行加热的方式不便于实施，而通过电加热装置7加热的方式则不受压缩机1工作状态的影响，因此可以满足冷水机组停机或发生故障时的防冰需求，保证机组的正常运行。

本发明提供的冷水机组各个实施例可以应用于中央空调等制冷设备中。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：在不脱离本发明原理的前提下，依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，这些修改和等同替换均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (11)

1.一种冷水机组，其特征在于，包括：

压缩机(1)；

冷凝器(2)，与所述压缩机(1)连接；

节流元件(3)，与所述冷凝器(2)连接；

蒸发器(4)，连接于所述节流元件(3)和所述压缩机(1)之间；

存储箱(5)，其内部存储有冷却液，所述冷却液与所述冷凝器(2)内的换热介质进行热交换以对所述换热介质进行冷却；

加热管(6)，设置于所述存储箱(5)的底部，所述加热管(6)内流通有加热介质，所述加热介质用于对所述冷却液进行加热；和

电加热装置(7)，设置于所述存储箱(5)的底部，所述电加热装置(7)被配置为通过电能发热以对所述冷却液进行加热。

2.根据权利要求1所述的冷水机组，其特征在于，所述加热管(6)连接于所述压缩机(1)的出口和所述节流元件(3)的进口之间。

3.根据权利要求2所述的冷水机组，其特征在于，还包括设置在所述压缩机(1)的出口和所述加热管(6)之间的第一电磁阀(10)。

4.根据权利要求3所述的冷水机组，其特征在于，还包括温度传感器和控制装置，所述温度传感器用于检测所述存储箱(5)的内部温度，所述控制装置与所述温度传感器、所述第一电磁阀(10)和所述电加热装置(7)信号连接，以根据所述温度传感器的检测结果控制所述第一电磁阀(10)和所述电加热装置(7)的启闭。

5.根据权利要求1所述的冷水机组，其特征在于，所述电加热装置(7)包括伴热带。

6.根据权利要求5所述的冷水机组，其特征在于，所述加热管(6)和/或所述伴热带呈S形安装在所述存储箱(5)的底面。

7.根据权利要求5或6所述的冷水机组，其特征在于，所述加热管(6)和所述伴热带并行布置。

8.根据权利要求1所述的冷水机组，其特征在于，还包括与所述存储箱(5)连接的喷淋装置(8)，所述喷淋装置(8)设置在所述冷凝器(2)的上方以将所述冷却液喷洒于所述冷凝器(2)的外表面。

9.根据权利要求1所述的冷水机组，其特征在于，还包括风机(9)，所述风机(9)设置在所述冷凝器(2)的上方以加速所述冷凝器(2)的散热。

10.根据权利要求1所述的冷水机组，其特征在于，所述冷却液包括水。

11.一种基于如权利要求1～10任一项所述的冷水机组的控制方法，其特征在于，所述加热管(6)连接于所述压缩机(1)的出口和所述节流元件(3)的进口之间，所述压缩机(1)的出口和所述加热管(6)之间设有第一电磁阀(10)，所述控制方法包括：

设定预设温度T1；

检测所述存储箱(5)的内部温度T2；

比较内部温度T2和预设温度T1的大小，若T2≥T1，则控制所述第一电磁阀(10)保持关闭，且所述电加热装置(7)断电；若T2＜T1，则控制所述第一电磁阀(10)开启，所述电加热装置(7)仍保持断电；和

在所述第一电磁阀(10)开启预设时间后，继续检测所述存储箱(5)的内部温度T2，并比较内部温度T2和预设温度T1的大小，若比较结果仍是T2＜T1，则控制所述电加热装置(7)通电。

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