CN113639456B - 带有膨胀气囊的水箱及具有该水箱的水力中心、空调系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空调系统配件领域，尤其涉及一种带有膨胀气囊的水箱及具有该水箱的水力中心、空调系统。带有膨胀气囊的水箱，包括壳体；所述壳体内部为储水腔，壳体上至少设有两个与储水腔相通的进出水口；其特征在于：所述壳体内部还设置有膨胀气囊，膨胀气囊内部用于填充气体。该方案将膨胀结构布置于缓冲水箱内，其功能上结合了现有的缓冲水箱和膨胀罐，从而简化结构，降低系统的占用空间。

Description

带有膨胀气囊的水箱及具有该水箱的水力中心、空调系统

技术领域

本发明涉及空调系统配件领域，尤其涉及一种带有膨胀气囊的水箱及具有该水箱的水力中心、空调系统。

背景技术

在空调户式水机系统中需要安装各种配件，缓冲水箱和膨胀罐是其中的两个配件。缓冲水箱增大了空调系统中运行的水量，能有效解决系统过小带来的负荷波动和主机频繁启停问题，从而达到延长设备寿命、节能省电的目的。

膨胀罐起到容纳系统水膨胀量的作用，可减小系统因水的膨胀或缩小而造成的水压波动，提高了系统运行的安全、可靠性。现有膨胀罐如图1所示，膨胀罐的罐体88内部设有膨胀气囊80，膨胀气囊80内部填充水，膨胀气囊80与罐体88之间填充有空气；膨胀气囊80底部设有出水口87与系统相通，罐体88上方设有充气口90。由于供冷/热系统水的热胀冷缩，当热水升温时，系统中的水容积增加，当无处容纳水的这部分膨胀量时，供热系统内的水压增高，将影响正常运行；此时系统中的水能够储存在膨胀罐内。当系统由于某种原因漏水或系统降温时，供冷/热系统内的水压下降，膨胀罐内的水则进入系统，为系统补水。

现有空调水系统内的缓冲水箱和膨胀罐是独立的两个配件，占用空间较大，且造成连接线路更加复杂。另外，图1所示的膨胀罐可能存在两个泄漏点：1、充气口；2、皮囊口端与法兰压紧密封处。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的第一目的在于提供带有膨胀气囊的水箱，该方案将膨胀结构布置于缓冲水箱内，其功能上结合了现有的缓冲水箱和膨胀罐，从而简化结构，降低系统的占用空间。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

带有膨胀气囊的水箱，包括壳体；所述壳体内部为储水腔，壳体上至少设有两个与储水腔相通的进出水口；其特征在于：所述壳体内部还设置有膨胀气囊，膨胀气囊内部用于填充气体。

本发明采用上述技术方案，该技术方案涉及一种带有膨胀气囊的水箱，该水箱的储水腔内部用于存放水，水箱上设有与储水腔相通的两个进出水口；当水箱连接于系统中时，该部分水在系统中循环，作为流体介质使用；采用水箱存水，有利于保证系统稳定性。进一步地，该水箱的箱体内部还设置有膨胀气囊，通过膨胀气囊的收缩使箱体及其连接的系统中的水压保持在稳定的范围，进而提高系统运行的安全可靠性，起到现有膨胀罐的功能。

综上所述，上述方案将膨胀结构布置于缓冲水箱内，其功能上结合了现有的缓冲水箱和膨胀罐，从而简化结构，降低系统的占用空间。

此外，上述方案中储水腔内部用于存放水，膨胀气囊内部用于填充气体；相比于现有的膨胀罐，本方案舍弃了现有膨胀罐中的皮囊口端与法兰的压紧密封结构，减少膨胀气囊的泄气点，有效保证膨胀气囊的密闭性能。

作为优选，壳体内部设置有用于限制所述膨胀气囊范围的限位框；所述膨胀气囊设置于限位框内，限位框上设有透水孔。该技术方案中，在壳体的内部设置限位框，膨胀气囊则设置于限位框的内部，通过限位框限制所述膨胀气囊范围，避免膨胀气囊过度膨胀。

作为优选，所述膨胀气囊带有充气组件，膨胀气囊固定于壳体或上盖板上；所述限位框固定于壳体内部，限位框和壳体内壁或上盖板围合构成的空间为膨胀气囊膨胀的最大空间。该技术方案中，充气组件能够对于膨胀气囊进行充放气，膨胀气囊始终与充气组件连通接，故该膨胀气囊在箱体内部的位置固定；在此情况下采用限位框连接固定于壳体内壁上，组合框定膨胀气囊的膨胀区域。

在进一步的实施方案中，所述进出水口开设于膨胀区域外的壳体内壁上。该技术方案中，将进出水口设置于膨胀区域外，可保证膨胀气囊不会封堵进出水口，影响壳体进出水。

在具体的实施方案中，所述限位框的上端边缘连接于壳体内壁的顶部，限位框至少部分外壁与壳体内壁之间存在间隙；所述进出水口可设置于该间隙所对应的壳体侧壁上或壳体顶部上。该技术方案中，将进出水口设置于限位框与壳体内壁的间隙区域，从而避免限位框对于进出水口的干涉，影响进出水效率。

作为优选，所述限位框包括与壳体内壁连接固定的上框体，以及连接在上框体的可拆卸的下框体。该技术方案中，上框体与壳体内壁连接固定，通过下框体的可拆卸连接实现内部膨胀气囊的拆装和更换。

作为优选，所述限位框为一体式框体，限位框的上端一体连接固定于壳体内壁的顶部；所述壳体的顶部设置有气囊拆装口和上盖板，气囊和与其密封连接的充气组件可经气囊拆装口及上盖板拆卸。该技术方案中，限位框为一体式框体且与壳体内壁连接固定，无法实现拆解。在此情况下，壳体的上端设置气囊拆装口，气囊拆装口能够通过上盖板封闭，通过气囊拆装口可对内部膨胀气囊的拆装和更换。

作为优选，所述壳体包括筒体，以及连接于筒体上端的筒盖；所述限位框为开放式框体，限位框的上端边缘固位在筒体与筒盖的连接处。该方案中，壳体由筒体及其上的筒盖组合而成；限位框并非封闭式的框架，限位框是与上方箱盖组合框定膨胀气囊的膨胀区域。并且限位框与壳体也为可拆卸连接，便于对内部的膨胀气囊进行拆装、更换，具体将限位框的上端边缘定位在箱底与箱盖的连接处，从而在筒体和筒盖组合时即可同步定位限位框，安装也较为方便。

作为优选，所述限位框设置于壳体内部，限位框内部构成完整的膨胀区域；所述膨胀气囊完全置于限位框内。

在其中一种实施方案中，所述限位框活动设置于箱体内部，限位框基于其内部的膨胀气囊悬浮设置于箱体内；所述进出水口内侧的设置有用于防止膨胀气囊封堵进出水口的挡块，或所述限位框外侧设置有用于防止膨胀气囊封堵进出水口的结构。

在另外一种实施方案中，所述限位框固定设置于箱体内部。

本发明的第二目的在于提供一种水力中心，其特征在于：包括如上所述的带有膨胀气囊的水箱。

本发明的第三目的在于提供一种空调系统，其特征在于：包括如上所述的带有膨胀气囊的水箱。

附图说明

图1为现有膨胀罐的结构示意图。

图2为实施例1中所述水箱的结构示意图一。

图3为实施例1中所述水箱的结构示意图二。

图4为实施例1中所述水箱的结构示意图三。

图5为实施例1中所述水箱的结构示意图四。

图6为实施例2中涉及的水力中心连接示意图。

图7为实施例3中涉及的空调闭式循环水系统连接示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”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的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1：

如图2～5所示，本实施例涉及一种带有膨胀气囊的水箱，包括壳体9；所述壳体9内部为储水腔，壳体9上至少设有两个与储水腔相通的进出水口91；所述壳体9内部还设置有膨胀气囊80，膨胀气囊内部用于填充气体。该水箱的储水腔内部用于存放水，水箱上设有与储水腔相通的两个进出水口91；当水箱连接于系统中时，该部分水在系统中循环，作为流体介质使用；采用水箱存水，有利于保证系统稳定性。进一步地，该水箱的箱体内部设置有膨胀气囊，通过膨胀气囊的膨胀与收缩使箱体及其连接的系统中的水压保持在稳定的范围，进而提高系统运行的安全可靠性，起到现有膨胀罐的功能。

综上所述，上述方案将膨胀结构布置于缓冲水箱内，其功能上结合了现有的缓冲水箱和膨胀罐，从而简化结构，降低系统的占用空间。

在进一步的实施方案中，壳体9内部设置有用于限制所述膨胀气囊80范围的限位框81；所述膨胀气囊80设置于限位框81内，限位框81上设有透水孔82。该技术方案中，在壳体的内部设置限位框81，膨胀气囊则设置于限位框的内部，通过限位框限制所述膨胀气囊范围，避免膨胀气囊过度膨胀。限位框81上设置设有透水孔82，其目的是为了使壳体的储水腔与限位框81所框定的膨胀区域相通，如此可基于膨胀气囊的膨胀与收缩来控制储水腔及其连接管路的水压。

如图2-4所示，所述限位框81固定于壳体9内部，限位框81和壳体9内壁围合构成的空间为膨胀气囊80膨胀的最大空间。此情况下采用限位框连接固定于壳体内壁上，组合框定膨胀气囊的膨胀区域。图中所示，所述进出水口开设于膨胀区域外的壳体上。将进出水口设置于膨胀区域外，可保证膨胀气囊不会封堵进出水口，影响壳体进出水。具体方案中，所述限位框81的上端边缘连接于壳体9内壁的顶部，限位框81至少部分外壁与壳体9内壁之间存在间隙83；所述进出水口91可设置于该间隙83所对应的壳体9侧壁上或壳体9顶部上。该技术方案中，将进出水口设置于限位框与壳体内壁的间隙区域，从而避免限位框对于进出水口的干涉，影响进出水效率。

此外，所述膨胀气囊80带有充气组件92，膨胀气囊固定于壳体9或上盖板98上；该技术方案中，充气组件92能够对于膨胀气囊80进行充放气，膨胀气囊始终与充气组件92连接，故该膨胀气囊在箱体内部的位置固定。

在上述方案的基础上，考虑到膨胀气囊80的拆装、更换，可采用如下几种实施方式:

方式一如图2所示，所述限位框81包括与壳体9内壁连接固定的上框体84，以及连接在上框体84的可拆卸的下框体85。该技术方案中，上框体与壳体内壁连接固定，通过下框体的可拆卸连接实现内部膨胀气囊的拆装和更换。

方式二如图3所示，所述限位框81为一体式框体，限位框81的上端一体连接固定于壳体9内壁的顶部；所述壳体9的顶部设置有气囊拆装口97和上盖板98，气囊80和与其密封连接的充气组件92可经气囊拆装口97及上盖板98拆卸。该技术方案中，限位框为一体式框体且与壳体内壁连接固定，无法实现拆解。在此情况下，壳体的上端设置气囊拆装口97，气囊拆装口97能够通过上盖板98封闭，通过气囊拆装口可对内部膨胀气囊的拆装和更换。

方式三如图4所示，所述壳体9包括筒体94，以及连接于筒体94上端的筒盖95；所述限位框81为开放式框体，限位框81的上端边缘固位在筒体94与筒盖95的连接处。该方案中，壳体9由筒体94及其上的筒盖95组合而成；限位框并非封闭式的框架，限位框是与上方箱盖组合框定膨胀气囊的膨胀区域。并且限位框与壳体也为可拆卸连接，便于对内部的膨胀气囊进行拆装、更换，具体将限位框的上端边缘定位在箱底与箱盖的连接处，从而在筒体94和筒盖95组合时即可同步定位限位框，安装也较为方便。

在如图5所示的另外一种实施方案中，所述限位框81设置于壳体9内部，限位框81内部构成完整的膨胀区域；所述膨胀气囊80完全置于限位框81内。此方案中，所述限位框81可采用固定方式设置于箱体9内部。在另外一种实施方案中，所述限位框81活动设置于箱体9内部，限位框81基于其内部的膨胀气囊80悬浮设置于箱体9内；所述进出水口91内侧的设置有用于防止膨胀气囊80封堵进出水口91的挡块，或所述限位框81外侧设置有用于防止膨胀气囊80封堵进出水口91的结构。

实施例2：

如图6所示，本实施例涉及一种水力中心，包括箱体1，以及设置在箱体1内部的接主机的回水管路111、接主机的出水管路112、接末端的回水管路113、补水管路13和至少一条接末端的出水管路114；所述接主机的回水管路111用于连接空调主机2出水口，接主机的出水管路112用于连接空调主机2进水口；接末端的回水管路113用于连接末端的出水口，接末端的出水管路114用于连接末端的进水口。

此方案中，箱体1内部的接主机的回水管路111和接末端的出水管路114之间连接有第一水箱3，接末端的回水管路113和接主机的出水管路112之间连接有第二水箱4；第一水箱和第二水箱构建在水力中心的箱体内部，连接于系统中后，能够增大了空调系统中的运行水量，保证空调系统的运行稳定性；在此基础上，该方案还存在以下几方面的优势：

1，此方案设置第一水箱和第二水箱，相比于设置单个水箱，同等容量的情况下占用空间深度更小；进一步地，单个水箱占用空间深度较大，对于水力中心的箱体内部管路布局限制较大，而两个水箱则更有利于水力中心内部管路的布局和空间的利用。

2，第二水箱连接在接主机的出水管路112，有利于保证接主机的出水管路112中有充足的运行水量，从而避免水泵启动时，接主机的出水管路112的出现吸空现象。

3，第一水箱设置于接主机的回水管路111上，能够降低水泵启动时接主机的回水管路111内的瞬时水压，缓解液体高压对于管路的冲击。

具体如图中所示，所述接末端的出水管路114有两根，其中一根接末端的出水管路114上设置有控制阀115。该技术方案中的两根接末端的出水管路114用于连接空调末端【如风机盘管、地暖和暖气片等】，其中风机盘管在冬夏均可使用，而地暖和暖气片仅在冬季使用。故该方案设置至少两路接末端的出水管路114，可选择性的关闭其中一条接末端的出水管路114，控制内部运行水的流动方向。

在进一步的方案中，所述补水管路13的内端部连接于接末端的回水管路113或第二水箱4上，补水管路13上设有补水阀131、过滤器134、流量传感器133和止回阀132。此方案中的补水阀131用于控制补水管路13的通断，过滤器134是用于对补入的水进行过滤；止回阀132则避免系统内部介质从补水管路中倒流；流量传感器133用于获取补水量。

所述箱体1内部还设有压差平衡管路14，以及连接于压差平衡管路14上的压差平衡阀141；压差平衡管路14的一端连接于接末端的出水管路114或第一水箱3上，压差平衡管路14的另一端连接于接末端的回水管路113或第二水箱4上。该技术方案中，压差平衡管路及其上连接的压差平衡阀能够使接末端的出水管路114和接末端的回水管路113之间的压差保持在一定的范围内，避免空调末端二通阀开关等情况下，压差过大过小造成系统运行不稳定。

在进一步的优选方案中，所述接末端的出水管路114或第一水箱3上设有用于获取出水压力的第一压力传感器31，接末端的回水管路113或第二水箱4上设有用于获取回水压力的第二压力传感器41；控制器能够基于流量传感器133的补水量、第一压力传感器31获取的出水压力和/或第二压力传感器41获取的回水压力判断系统是否存在漏水情况。该技术方案中，基于单位时间内获取的补水量、出水压力和回水压力，控制器可判断闭式循环系统中的运行水量下降是否正常，是否存在管路泄漏的情况。

在更为优选的方案中，所述接末端的出水管路114或第一水箱3上设有用于获取出水温度的第一温度传感器32，接末端的回水管路113或第二水箱4上设有用于获取回水温度的第二温度传感器42；控制器根据出水温度和/或回水温度的历史数据，更加准确地判定系统是否存在漏水情况。该方案考虑到系统内部水温会对液体体积、压力产生影响，故其方案中对于出水温度和回水温度进行检测，结合出水温度和/或回水温度的历史数据判断温度对于水压的影响；在判断闭式循环系统中的运行水量下降是否正常时，排除温度对于水压的影响，更加准确地判定系统是否存在漏水情况。

另外如图中所示，所述第一水箱3和/或第二水箱4的底部设置有排污阀33，控制器基于采集的数据及逻辑推理判断存在漏水情况时，关闭补水阀131并打开排污阀33或关闭补水阀131并且声光报警。

所述第一水箱3或第二水箱4的顶部设置有排气装置34，排气装置34为自动排气装置或螺旋排气装置，自动排气装置或螺旋排气装置延伸至第一水箱3或第二水箱4的外侧并通过排气口35与外界连通。该方案考虑到管路布置时、管路补水时和对于运行水加热时都有可能产生气泡，而气泡内的氧气极容易对于管路产生腐蚀，故其方案中在第一水箱或第二水箱上安装排气装置，该排气装置可用于排出管路中的气泡，延长管路的使用寿命。

另外，所述第一水箱3和/或第二水箱4上设有安全阀44和/或电加热装置37，该方案中的安全阀作用是当水箱内部的介质压力升高超过规定值时，向系统外排放介质；电加热装置37则是在空调主机2的功能上进行辅助加热，保证冬季的供暖需求。

最后，本实施例中的第二水箱4采用实施例1中所述的带有膨胀气囊的水箱。如此，将膨胀气囊设置于第二水箱内，即在第二水箱的储水功能基础上结合膨胀气囊的膨胀功能，从而起到膨胀罐的功能。即上述方案将膨胀结构布置于第二水箱，其功能上结合了现有的第二水箱和膨胀罐，从而简化结构，降低系统的占用空间。

实施例3：

如图7所示，本实施例涉及空调，尤其是指一种空调闭式循环水系统，包括空调主机2、水力中心和末端。所述水力中心的如实施例1中所述的水力中心，当然也包括实施例1中的带有膨胀气囊的水箱。所述接主机的回水管路111连接空调主机2出水口，接主机的出水管路112连接空调主机2进水口；接末端的回水管路113连接末端的出水口，接末端的出水管路114连接末端的进水口；所述空调主机2内置有换热器21，水泵51设置在空调主机2、水力中心1或系统管路上。

进一步的优选方案中，所述末端包括风机盘管52、地暖53和暖气片54时，风机盘管52连接其中一根接末端的出水管路114下游，地暖53和暖气片54并联在另一根接末端的出水管路114下游。在空调闭式循环水系统连接的空调末端包括风机盘管、地暖和暖气片时，如上所述，风机盘管、地暖和暖气片的使用季节存在差异，故该系统将风机盘管连接在其中一根接末端的出水管路114下游，而将地暖和暖气片并联在另一根接末端的出水管路114下游；在夏季制冷环境中，可通过另一根接末端的出水管路114上的控制阀进行关闭。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (2)

1.一种水力中心，包括箱体(1)，以及设置在箱体(1)内部的接主机的回水管路(111)、接主机的出水管路(112)、接末端的回水管路(113)、补水管路(13)和至少一条接末端的出水管路(114)；所述接主机的回水管路(111)用于连接空调主机(2)出水口，接主机的出水管路(112)用于连接空调主机(2)进水口；接末端的回水管路(113)用于连接末端的出水口，接末端的出水管路(114)用于连接末端的进水口；其特征在于；所述箱体(1)内部的接主机的回水管路(111)和接末端的出水管路(114)之间连接有第一水箱(3)，接末端的回水管路(113)和接主机的出水管路(112)之间连接有第二水箱(4)；

所述第二水箱(4)包括壳体(9)；所述壳体(9)内部为储水腔，壳体(9)上至少设有两个与储水腔相通的进出水口(91)；所述壳体(9)内部还设置有膨胀气囊(80)，膨胀气囊内部用于填充气体；进出水口开设于膨胀气囊(80)的膨胀区域外的壳体内壁上；

所述壳体(9)内部设置有用于限制所述膨胀气囊(80)范围的限位框(81)；所述膨胀气囊(80)设置于限位框(81)内，限位框(81)上设有透水孔(82)；

所述限位框(81)为一体式框体，限位框(81)的上端一体连接固定于壳体(9)内壁的顶部；所述壳体(9)的顶部设置有气囊拆装口(97)和上盖板(98)，膨胀气囊(80)和与其密封连接的充气组件(92)可经气囊拆装口(97)及上盖板(98)拆卸；

所述膨胀气囊(80)带有充气组件(92)，膨胀气囊固定于上盖板(98)上；所述限位框(81)固定于壳体(9)内部，限位框(81)和上盖板(98)围合构成的空间为膨胀气囊(80)膨胀的最大空间。

2.根据权利要求1所述的水力中心，其特征在于：所述限位框(81)的上端边缘连接于壳体(9)内壁的顶部，限位框(81)至少部分外壁与壳体(9)内壁之间存在间隙(83)；所述进出水口(91)可设置于该间隙(83)所对应的壳体(9)侧壁上或壳体(9)顶部上。

Images