CN202024530U - 一种冷水机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例公开了一种冷水机，包括：压缩机、冷凝器、膨胀阀及水箱；所述水箱内设有蒸发器；所述压缩机与所述冷凝器相连接；所述冷凝器与所述膨胀阀相连接；所述膨胀阀与所述蒸发器相连接；所述蒸发器与所述压缩机相连接；其中：所述水箱内设有换热器；所述换热器的输入端与所述压缩机相连接，所述换热器的输出端与所述蒸发器相连接。本实用新型可实现水箱内水温的精密控制，避免现有的电加热管带来的电能损耗，提高冷水机的节能环保，减少冷水机的维护成本，提高冷水机的实用性。
Description
技术领域
本实用新型涉及制冷技术领域，尤其涉及一种冷水机。
背景技术
冷水机，是一种通过蒸汽压缩或吸收式循环达到制冷效果的机器。冷水机广泛应用于航空工业的焊接、通用光纤的镀金、生物制药、照相机等光学行业的镀膜工业等领域。
请参见图1，为现有的冷水机的结构示意图。其中，1为压缩机，11为高压管道，12为气管，2为冷凝器，21为储液管，3为膨胀阀，4为水箱，41为蒸发器，42为电加热管。现有的冷水机的工作原理为：制冷剂首先在压缩机1中进行压缩，形成高温高压的制冷剂气体；该制冷剂气体通过高压管道11进入冷凝器2中，冷凝器2对其内的制冷剂气体进行冷凝，形成中温高压的制冷剂液体；该制冷剂液体通过储液管21进入膨胀阀3内进行节流，形成低温低压的制冷剂湿蒸汽；该制冷剂湿蒸汽被膨胀阀3送入水箱4中的蒸发器41进行蒸发吸热，将制冷剂湿蒸汽蒸发为气态制冷剂，降低水箱4内水的温度；气态制冷剂被送入气管12中，重新进入压缩机1中进行压缩，进入下一个循环制冷过程。
为了保证冷水机中的冷冻水的水温满足应用的需求，常常需要控制冷水机的水温偏差，即控制水箱内的水温与设定温度点之间的温差。现有的冷水机的一般采用PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)(图1中未示出)进行水温的控制，比如：若需要使用25℃的冷冻水，且温差需要精确在±1℃，PLC可选择26℃为起动温度点，在水温接近26℃时控制开启压缩机，使其工作启动制冷过程，降低水箱内水的温度；PLC选择24℃为停止温度点，在水箱内的水温为降至24℃时控制关闭压缩机，停止制冷过程，这样即可保证水箱内的水温与设定的25℃的温差为±1℃范围内。压缩机内的高低压未达到平衡时，立即启动压缩机会造成压缩机负载过大而损坏压缩机。当PLC频繁控制压缩机的开启和关闭时，由于压缩机内的高低压无法快速达到平衡，压缩机需要等到其内的高低压达到平衡时，才能对PLC的控制作出响应，压缩机响应的 滞后，会使得水箱内的水温偏差超出预定的范围，从而影响冷水机的应用。
为了保证对水温偏差的精密控制，现有的冷水机采用电加热模式，如图1所示，现有的冷水机水箱4内的蒸发器41侧安装电加热管42，该电加热管42也由PLC控制，具体过程为：PLC控制压缩机1运行，进入制冷过程，当水箱4内的水温降低至接近25℃时，PLC控制电加热管42工作，给水箱4内冷冻水进行加热，此后，制冷过程与加热过程同时进行，使水箱4内冷热均衡，精密控制水箱4内的水温始终保持在设定的25℃左右，控制了水温的温差。发明人发现，由于电热管为制热元器件，需要消耗大量电能，不利于冷水机的节能，另外，由于电热管长期在高低温状态之间转换，缩短了电热管的寿命，需要频繁更换电热管，增加了维护成本，降低了冷水机的实用性。
实用新型内容
本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种冷水机，可实现水箱内水温的精密控制，避免现有的电加热管带来的电能损耗，提高冷水机的节能环保，减少冷水机的维护成本，提高冷水机的实用性。
为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种冷水机，包括：压缩机、冷凝器、膨胀阀及水箱；所述水箱内设有蒸发器；所述压缩机与所述冷凝器相连接；所述冷凝器与所述膨胀阀相连接；所述膨胀阀与所述蒸发器相连接；所述蒸发器与所述压缩机相连接；其中：
所述水箱内设有换热器；
所述换热器的输入端与所述压缩机相连接，所述换热器的输出端与所述蒸发器相连接。
其中，所述冷水机还包括：高压管道，所述高压管道为三通管；所述高压管道的进口端连接至所述压缩机的输出端，所述高压管道的第一出口端连接至所述冷凝器的输入端，所述高压管道的第二出口端连接至所述换热器的输入端。
其中，所述冷水机还包括：电磁阀，设于所述高压管道的第二出口端和所述换热器之间；
所述电磁阀的一端与所述高压管道的第二出口端相连接，所述电磁阀的另一端与所述换热器的输入端相连接。
其中，所述冷水机还包括：压力调节阀，设于所述电磁阀和所述换热器之 间；所述压力调节阀的一端与所述电磁阀相连接，所述压力调节阀的另一端与所述换热器的输入端相连接。
其中，所述冷水机还包括：储液管，所述储液管的一端连接至所述冷凝器的输出端，所述储液管的另一端连接至所述膨胀阀的输入端。
其中，所述膨胀阀的输出端与所述蒸发器的输入端相连接。
其中，所述冷水机还包括：气管，所述气管与所述蒸发器的输出端和所述换热器的输出端相连接；所述换热器的输出端和所述蒸发器的输出端通过所述气管相连接。
其中，所述冷水机还包括：气液分离器，所述气液分离器的输入端与所述气管相连接，所述气液分离器的输出端与所述压缩机的输入端相连接；
所述气管的一端连接至所述蒸发器的输出端和所述换热器的输出端，所述气管的另一端连接至所述气液分离器的输入端。
其中，所述换热器与所述蒸发器的面积相等。
实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：
本实用新型实施例通过在水箱内增设换热器替换现有的电加热管，使压缩机产生的高温高压制冷剂气体一部分用于制冷，一部分用于热交换，实现了水箱内水温的精密控制，采用热交换方式实现了无电热管式的冷热均衡，避免了现有的电加热管带来的电能损耗，提高了冷水机的节能环保，减少了冷水机的维护成本，提高了冷水机的实用性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有的冷水机的结构示意图；
图2为本实用新型的冷水机的实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方 案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参见图2，为本实用新型的冷水机的实施例的结构示意图；所述冷水机包括：
压缩机10，用于将低温低压的制冷剂气体压缩为高温高压的制冷剂气体。
具体实现中，压缩机10为冷水机的心脏，其为冷水机的制冷循环提供动力。一般地，压缩机10由壳体、电机、缸体、活塞、控制设备及冷却系统组成。压缩机10从气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对该低温低压的制冷剂进行压缩，然后排出高温高压制冷剂气体，为冷水机提供制冷循环的动力。
冷凝器20，与所述压缩机10通过高压管道101相连接，用于对所述压缩机10压缩得到的高温高压的制冷剂气体进行冷却液化。
具体实现中，所述高压管道101为三通管，其进口端A端连接至所述压缩机10的输出端，其第一出口端B端连接至所述冷凝器20。所述压缩机10将吸入的低温低压的制冷剂气体压缩为高温高制冷剂气体，经所述高压管道101的A端进入所述高压管道101中，并从所述高压管道101的B端排入冷凝器20中，冷凝器20对该高温高压的制冷剂气体进行冷却，并使该高温高压的制冷剂气体液化中温高压的液体。所述冷凝器20反应后形成的中温高压的制冷剂液体被排入与所述冷凝器20相连接的储液管201中。
膨胀阀30，与所述储液管201相连接，用于将所述储液管201中的中温高压的制冷剂液体节流成为低温低压的湿蒸汽。进一步参见图2，所述储液管201的一端连接至所述冷凝器20的输出端，所述储液管201的另一端连接至所述膨胀阀30的输入端，所述储液管201内的制冷剂液体被送入所述膨胀阀30的中进行节流蒸发。
水箱40，该水箱40内设有蒸发器401，与该蒸发器401相连接的换热器402。
具体实现中，所述蒸发器401的输入端与所述膨胀阀30的输出端相连接，用于对所述膨胀阀30节流形成的制冷剂湿蒸汽进行吸热，使其蒸发为气态的制冷剂，从而使水箱40内的水温降低，达到制冷的效果。优选地，该蒸发器401 为盘管式，蒸发过程在盘管内进行。蒸发器401的输出端与气管102相连接，且蒸发器401输出的气态的制冷剂通过所述气管102最终输出至压缩机10内，进行下一个循环制冷过程。优选地，所述换热器402的换热面积与所述蒸发器401的换热面积相等，所述换热器402与所述蒸发器401的材质和形状也相同。所述换热器402的输出端与所述蒸发器401的输出端一并连接至所述气管102的一端。
气液分离器50，该气液分离器50的输入端与所述气管102的另一端相连接，该气液分离器50的输出端与所述压缩机10相连接，用于对所述气管102输送的制冷剂进行气液分离，输出气态的制冷剂至压缩机10中，防止液态制冷剂进入压缩机10内造成湿冲程而损坏压缩机。
电磁阀111和压力调节阀112，所述电磁阀111的一端与所述高压管道101的第二出口端C端相连接，所述电磁阀111的另一端与所述压力调节阀112的一端相连接，所述压力调节阀112的另一端连接至所述换热器402的输入端。
可以理解的是，所述冷水机还应当包括PLC，所述PLC用于控制所述压缩机10以及所述电磁阀111的工作。所述压力调节阀112可防止外界温度的变化对C端管内的制冷剂的温度造成波动，保证该管路中的恒定压力和恒定温度，保证热量交换的效果。
具体实现中，所述压缩机10将吸入的低温低压的制冷剂气体压缩为高温高制冷剂气体，经所述高压管道101的A端进入所述高压管道101中，并从所述高压管道101的C端排出，C端排出的高温高制冷剂气体通过电磁阀111和压力调节阀112进入换热器402中，与水箱40内的冷冻水进行热量交换。水箱40内的水一方面被蒸发器401进行制冷冰冻，一方面经换热器402进行加热，从而可保证水箱40内的水恒温，精密控制水箱40内的水温差。
需要说明的是，所述蒸发器401会将制冷过程中产生的气态制冷剂输出至所述气管102。所述换热器402中的制冷剂气体在与水箱40内的冰冻水进行热量交换时，部分制冷剂气体会冷凝为液体，换热器402将向所述气管102输出气态和液态混合的制冷剂。所述气管102中则包含了所述蒸发器401输出的气态制冷剂，以及所述换热器402输出的气态和液态混合的制冷剂，所述气管102内混合态的制冷剂被传送至所述气液分离器50进行分离，保证压缩机10的正常运行。
下面将对本实用新型的冷水机的装配进行详细介绍。
将压缩机10的输出端与高压管道101的A端相连接，将高压管道101的B端连接至冷凝器20的输入端，将高压管道101的C端连接至电磁阀111的一端。将冷凝器20的输出端与储液管201的一端相连接，将储液管201的另一端连接至膨胀阀30的一端。将膨胀阀30的另一端与水箱40内的蒸发器401的输入端相连接。将电磁阀111的另一端与压力调节阀112的一端相连接，将压力调节阀112的另一端连接至水箱40内的换热器402的输入端。将蒸发器401和换热器402的输出端一并与气管102的一端相连接，将气管102的另一端连接至气液分离器50的输入端。将气液分离器50的输出端连接至压缩机10的输入端。将压缩机10与电磁阀111分别与PLC相连接。上述过程即完成了本实用新型的冷水机的装配。
下面将对本实用新型的冷水机的动作原理进行详细介绍。
PLC控制压缩机10工作，低温低压的制冷剂在压缩机10中进行压缩，形成高温高压的制冷剂气体。该制冷剂气体通过高压管道101的A端和B端进入冷凝器20中，冷凝器20对其内的制冷剂气体进行冷凝，形成中温高压的制冷剂液体。该制冷剂液体通过储液管201进入膨胀阀30中进行节流形成低温低压的制冷剂湿蒸汽。该制冷剂湿蒸汽被膨胀阀30送入水箱40中的蒸发器401进行蒸发吸热，将制冷剂湿蒸汽蒸发为气态制冷剂，使水箱40内温度降低；气态制冷剂被送入气管102中。当水箱40内的水温接近设定的温度点时，PLC向电磁阀111发送电磁信号，控制电磁阀111打开，压缩机10压缩形成的高温高压的制冷剂气体通过高压管道101的A端进入高压管道101中，并从C端排出，经电磁阀111和压力调节阀112进入水箱40中的换热器402中，与水箱40内的冰冻水进行热量交换，使水箱40内的水温恒定于设定的温度点。换热器402在换热过程中，换热器402内的制冷剂气体部分冷凝，换热器402向气管102输出液态和气态混合的制冷剂。气管102将其内的液态和气态混合的制冷剂传送至气液分离器50中进行气液分离，气液分离器50将分离得到的气态制冷剂送入压缩机10中，重新进行下一循环过程。
需要说明的是，PLC控制压缩机10一直工作，进行制冷过程；PLC根据水温的实际情况，间断的开启电磁阀111，使水箱40内的换热器402间断的进行热量交换，以达到精确控制水温的目的。可以理解的是，由于优选采用与蒸发 器401等同的换热器402进行热交换，且采用PLC主控制板进行程序控制，可使水箱40内的水温差控制在±0.01℃，使冷水机的水温差得到精密控制。
本实用新型实施例通过在水箱内增设换热器替换现有的电加热管，使压缩机产生的高温高压制冷剂气体一部分用于制冷，一部分用于热交换，实现了水箱内水温的精密控制，采用热交换方式实现了无电热管式的冷热均衡，避免了现有的电加热管带来的电能损耗，提高了冷水机的节能环保，减少了冷水机的维护成本，提高了冷水机的实用性。
以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。
Claims (9)
1.一种冷水机，包括：压缩机(10)、冷凝器(20)、膨胀阀(30)及水箱(40)；所述水箱(40)内设有蒸发器(401)；所述压缩机(10)与所述冷凝器(20)相连接；所述冷凝器(20)与所述膨胀阀(30)相连接；所述膨胀阀(30)与所述蒸发器(401)相连接；所述蒸发器(401)与所述压缩机(10)相连接；其特征在于：
所述水箱(40)内设有换热器(402)；
所述换热器(402)的输入端与所述压缩机(10)相连接，所述换热器(402)的输出端与所述蒸发器(401)相连接。
2.如权利要求1所述的冷水机，其特征在于，还包括：
高压管道(101)，所述高压管道(101)为三通管；
所述高压管道(101)的进口端连接至所述压缩机(10)的输出端，所述高压管道(101)的第一出口端连接至所述冷凝器(20)的输入端，所述高压管道(101)的第二出口端连接至所述换热器(402)的输入端。
3.如权利要求2所述的冷水机，其特征在于，还包括：
电磁阀(111)，设于所述高压管道(101)的第二出口端和所述换热器(402)之间；
所述电磁阀(111)的一端与所述高压管道(101)的第二出口端相连接，所述电磁阀(111)的另一端与所述换热器(402)的输入端相连接。
4.如权利要求3所述的冷水机，其特征在于，还包括：
压力调节阀(112)，设于所述电磁阀(111)和所述换热器(402)之间；
所述压力调节阀(112)的一端与所述电磁阀(111)相连接，所述压力调节阀(112)的另一端与所述换热器(402)的输入端相连接。
5.如权利要求1所述的冷水机，其特征在于，还包括：
储液管(201)，所述储液管(201)的一端连接至所述冷凝器(20)的输出 端，所述储液管(201)的另一端连接至所述膨胀阀(30)的输入端。
6.如权利要求5所述的冷水机，其特征在于，所述膨胀阀(30)的输出端与所述蒸发器(401)的输入端相连接。
7.如权利要求6所述的冷水机，其特征在于，还包括：
气管(102)，所述气管(102)与所述蒸发器(401)的输出端和所述换热器(402)的输出端相连接；
所述换热器(402)的输出端和所述蒸发器(401)的输出端通过所述气管(102)相连接。
8.如权利要求7所述的冷水机，其特征在于，还包括：
气液分离器(50)，所述气液分离器(50)的输入端与所述气管(102)相连接，所述气液分离器(50)的输出端与所述压缩机(10)的输入端相连接；
所述气管(102)的一端连接至所述蒸发器(401)的输出端和所述换热器(402)的输出端，所述气管(102)的另一端连接至所述气液分离器(50)的输入端。
9.如权利要求1-8任一项所述的冷水机，其特征在于，所述换热器(402)与所述蒸发器(401)的面积相等。
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Granted publication date: 20111102 |