CN113669801A - 一种智能型双重防冻保护功能的换热器及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能型双重防冻保护功能的换热器及控制方法，换热器包括换热器汇管、换热管、散热翅片、换热器外框架、换放气阀、控制器、电加热管、电磁阀和温度传感器；换热器外框架的两侧分别设置换热器汇管，两个换热器汇管之间设置若干换热管。换热管两端分别设置为进水口和出水口，换热管倾斜设置。电加热管设置在换热管的下方，换热器外框架上设置温度传感器，进水管设置电磁阀，温度传感器、电磁阀和电加热管分别连接控制器。本发明能够根据外部环境的变化，自动控制对换热管进行加热或排水，以防止管道冻坏。

Description

一种智能型双重防冻保护功能的换热器及控制方法
技术领域
本发明涉及一种换热器，具体的是一种智能型双重防冻保护功能的换热器及控制方法。
背景技术
冬季时空调机组不运行时，换热器不用制冷或加热，换热器中的冷热水需要及时排放掉，避免换热器防冻。北方冬季室外温度低于零度，停机的空调机组因室外新风通过新风阀渗入冷风或机房冷风渗入空调机组内，导致空调机组内部温度低于0℃，若此时空调机组换热器中的水没有排放或排放不干净，换热器中的水结冰，涨裂换热器的换热管，造成换热器冻坏，严重影响空调机组的正常使用。当冬季来临，空调机组长时间不需要制冷时，出于换热器安全保护考虑，维护人员须及时将换热器中的水排放掉，避免换热器中水结冰而涨裂铜管。若业主没有将换热器中的水完全排掉，出现空调机组的换热器冻坏现象时，多数空调厂家会认为是业主维护不当，对此现象置之不理，业主只能重新更换新换热器，造成经济损失。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种能够根据外部环境的变化，自动控制对换热管进行加热或排水，以防止管道冻坏的智能型双重防冻保护功能的换热器及控制方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能型双重防冻保护功能的换热器，包括换热器汇管、换热管、散热翅片、换热器外框架和换放气阀；在换热器外框架内上下等间距设置若干换热管；它还包括电加热管、电磁阀、温度传感器和防冻控制器；所述换热管倾斜设置，且低的一端为进水口，高的一端为出水口；所述换热器外框架的两侧分别设置一根换热器汇管，其中一侧的换热器汇管顶部设置出水管，另一侧的换热器汇管底部设置进水管，所有换热管的进水口与连接进水管的换热器汇管连通，所有换热管的出水口与连接出水管的换热器汇管连通；
所述电加热管设置在最底部换热管的下方，所述换热器外框架上设置温度传感器，所述出水管下方设置电磁阀，所述温度传感器、电磁阀和电加热管分别连接防冻控制器，所述防冻控制器与空调机组总控制系统通信连接。
进一步的，所述电加热管设置若干，所述电加热管与最底部换热管一一对应。
进一步的，所述温度传感器在换热器外框架上设置若干。
进一步的，所述电加热管固定在所述散热翅片中。
一种智能型双重防冻保护功能的换热器的控制方法，空调机组总控制系统向防冻控制器提供启停信号，防冻控制器的启停信号与空调的风机运行控制信号互锁，当风机停机且换热器周围温度低于设定值时，防冻控制器开始如下运行步骤：
S1：电磁阀打开，换热器中的冷冻水向外排放，电磁阀打开的时间根据换热器容量及电磁阀的阀径大小预算需要的排水时间，达到预设定的排水时间后，电磁阀关闭；
S2：当换热器周围温度低于设定值时，电加热管开启，当加热温度达到防冻设置温度值后，电加热管断电。
本发明的有益效果是：它不需要人工排放换热器中的冷冻水，根据环境温度自动排水，即便排水效果不理想，换热器中残留冷冻水，还有防冻电加热的防冻措施。换热器的安全运行不需要依赖维护人员的专业技能，提高空调机组运行稳定性，增加换热器使用寿命，减少业主人工成本及每年换热器冻坏带来的经济损失。
附图说明
附图1为本发明整体结构示意图；
附图2为本发明的右视图；
附图3为本发明的左视图（不含防冻控制器）。
图中：换热器汇管21、换热管22、散热翅片23、换热器外框架24、出水管25、进水管26、放气阀27、电磁阀28、电加热管29、温度传感器210、控制电线211、防冻控制器212、进水口221、出水口222。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图1至附图3来详细解释本发明的实施方式。
需要说明的是，文中所述的“前、后、左、右、上、下、内、外”方向，都是以附图1中的“前后左右上下”方向为准的。
附图2中为了直观方便的示意，对换热器汇管21、出水管25和进水管26的位置和角度做了改变，实际状态为：出水管25和进水管26的方向是与图纸垂直。而换热器汇管优选的位于换热器外框架24的一端（即图2中换热器外框架24的中间位置），当然也可以位于换热器外框架24的同一侧，也可以如图2所示分别设置在两侧。
本发明的智能型双重防冻保护功能的换热器包括换热器汇管21、换热管22、散热翅片23、电加热管29、换热器外框架24、出水管25、进水管26、放气阀27、电磁阀28、温度传感器210、控制电线211和防冻控制器212。在所述换热器外框架24的一端设置两根换热器汇管21。在一根换热器汇管21的顶部设置出水管25，在另一根换热器汇管21的底部设置进水管26，在换热器外框架24内上下等间距设置若干换热管22。所述换热管22的两端分别设置为进水口221和出水口222，所述换热管22倾斜设置，且低的一端为进水口221，高的一端为出水口222。所述进水口221与连接进水管26的换热器汇管21焊接连接，所述出水口222与连接出水管25的换热器汇管21焊接连接。如附图1、附图2和附图3中所示，所述换热管22可采用U型或S型的换热管，当然此处所设置的换热管22可以采用其它类型的换热管，但需满足能够倾斜设置，使自身的进水口221低于出水口222，在本发明运行后冷冻水从进水口221流入时，水流是逆流而上的条件。
所述电加热管29设置在最底部换热管22的下方，所述换热器外框架24上设置温度传感器210，所述进水管26的下方设置电磁阀28（所述电磁阀28也可安装于最底部换热管22下方，或是换热器汇管21的最低处），所述温度传感器210、电磁阀28和电加热管29分别通过控制线211（或无线模块）连接防冻控制器212。
为了确保换热管22不会因为存水而破裂，所述电加热管29设置若干，所述电加热管29与最底部换热管22的排列一致，且高度间距相等，使换热管22受热均匀，确保最优的加热效果。
电加热管29可以采用铝管、不锈钢管、陶瓷管等多种材质，电加热管29的管径可以根据常规换热管29的管径大小做成不同管径，如：φ16、φ12.7φ9.52、φ7等等。而为了提升换热器的加热和散热效果，电加热管29与换热管22直接与散热翅片23连接，电加热管29与换热管22直接穿插设置散热翅片23上，使换热管22可通过散热翅片23均匀散热，增加散热效率，使电加热管29通过散热翅片23提高升温速度。
本防冻控制器212需接入空调机组总控制系统中，总控制系统向控制器提供启停信号，此信号与风机正常运行控制信号互锁，即风机开启时，本防冻控制器212所连接电磁阀28和电加热管29不开启。
为控制更精准，安装于换热器外框架24表面的温度传感器210数量可以根据换热器面积的大小设置，体积小的空调机组设置一个即可，相当体积较大的空调机组，可以在换热器外框架24的上中下或左右设置多个，多个温度点时，按最低温度值取值。
本发明的换热器工作原理和控制方法如下：首先，如附图2和3中所示，换热器中的换热管回路全部向上走向（箭头指向），即冷冻水都向上流动，管内没有任何向下回路，没有存水弯。当底部电磁阀打开时，管中的冷冻水完全能够全部排空。当风机停机时，防冻控制器符合条件后开启。条件为当换热器上的温度传感器检测到换热器周围温度低于3℃时（温度可根据防冻需求调节，如设置在0~3℃），换热器防冻工作开始运行；第一步，换热器底部的电磁阀完全打开，换热器中的冷冻水向外排水，电磁阀打开的时间根据换热器容量及电磁阀的阀径大小预算需要的排水时间，达到预设定的排水时间后，电磁阀关闭。第二步，温度传感器检测到换热器周围温度低于3℃，换热器底部电加热管开启，对换热器周围空气进行加热。当加热温度达到防冻设置值温度5 ℃时，电加热断电，停止加热，确保换热器周围空气不会使冷冰水结冰涨裂换热管，同时也控制空调机组内部空气温度，杜绝因过高温度产生的安全隐患。

Claims (5)

1.一种智能型双重防冻保护功能的换热器，包括换热器汇管、换热管、散热翅片、换热器外框架和换放气阀；在换热器外框架内上下等间距设置若干换热管；其特征在于：它还包括电加热管、电磁阀、温度传感器和防冻控制器；所述换热管倾斜设置，且低的一端为进水口，高的一端为出水口；所述换热器外框架的两侧分别设置一根换热器汇管，其中一侧的换热器汇管顶部设置出水管，另一侧的换热器汇管底部设置进水管，所有换热管的进水口与连接进水管的换热器汇管连通，所有换热管的出水口与连接出水管的换热器汇管连通；
所述电加热管设置在最底部换热管的下方，所述换热器外框架上设置温度传感器，所述出水管下方设置电磁阀，所述温度传感器、电磁阀和电加热管分别连接防冻控制器，所述防冻控制器与空调机组总控制系统通信连接。
2.如权利要求1中所述的一种智能型双重防冻保护功能的换热器，其特征在于：所述电加热管设置若干，所述电加热管与最底部换热管一一对应。
3.如权利要求1中所述的一种智能型双重防冻保护功能的换热器，其特征在于：所述温度传感器在换热器外框架上设置若干。
4.如权利要求1中所述的一种智能型双重防冻保护功能的换热器，其特征在于：所述电加热管固定在所述散热翅片中。
5.一种智能型双重防冻保护功能的换热器的控制方法，其特征在于，空调机组总控制系统向防冻控制器提供启停信号，防冻控制器的启停信号与空调的风机运行控制信号互锁，当风机停机且换热器周围温度低于设定值时，防冻控制器开始如下运行步骤：
S1：电磁阀打开，换热器中的冷冻水向外排放，电磁阀打开的时间根据换热器容量及电磁阀的阀径大小预算需要的排水时间，达到预设定的排水时间后，电磁阀关闭；
S2：当换热器周围温度低于设定值时，电加热管开启，当加热温度达到防冻设置温度值后，电加热管断电。
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