CN211551916U - 一种水冷空调 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水冷空调，包括机箱、设置于机箱侧壁上的电控单元、设置于机箱内的至少一个风机、设置于机箱内的冷却系统和水循环系统以及设置于机箱内用于冷却系统和水循环系统热交换的换热器；该换热器包括第一换热部和第二换热部，该冷却系统包括依次与第一换热部连接的压缩机、冷凝器、电子膨胀阀，该水循环系统包括与第二换热部的入口连接的至少两个进水支管以及依次与第二换热部的出口连接的水箱、水泵和至少两个出水支管；该机箱的侧壁上设有进风口和出风口，该进风口、至少一个风机、出风口依次连通形成供空气进出以冷却冷凝器的风道。该水冷空调采用一体化设计，结构紧凑，且机组冷量更大。

Description

一种水冷空调

技术领域

本实用新型涉及空调技术领域，更具体地说，涉及一种水冷空调。

背景技术

常规动力电池换电站的电池包功率密度较高，产热量大，且由于电池包处于相对封闭的环境，温度上升较快。目前针对动力电池散热主要采用风冷和水冷两种方式。液体作为换热介质时，与电池壁面的换热系数高，冷却速度快，因此多采用水冷方案进行降温。

现有的一体式水冷空调冷量较低，每台供应电池包冷却的能力较小，通常每台大致可供应三个电池包换热，当超过三个电池包时往往需要额外布置一台或多台水冷空调，不仅占用换电站本就狭窄的空间，同时还产生了更多需要维护的点，导致设备成本高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种大冷量一体化的水冷空调。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种水冷空调，其包括机箱、设置于所述机箱侧壁上的电控单元、设置于所述机箱内的至少一个风机、设置于所述机箱内的冷却系统和水循环系统、以及设置于所述机箱内用于所述冷却系统和所述水循环系统热交换的换热器，所述电控单元分别与所述冷却系统、所述水循环系统以及所述至少一个风机电性连接；

所述换热器包括第一换热部以及第二换热部，所述冷却系统包括依次与所述第一换热部连接的压缩机、冷凝器、电子膨胀阀，所述水循环系统包括与所述第二换热部的入口连接的至少两个进水支管以及依次与所述第二换热部的出口连接的水箱、水泵和至少两个出水支管；

所述机箱的侧壁上设有进风口和出风口，所述进风口、所述至少一个风机、所述出风口依次连通形成供空气进出所述机箱以冷却所述冷凝器的风道。

在一些实施例中，所述水循环系统还包括分别设置于每一所述出水支管上的流量阀；

所述至少两个进水支管、所述至少两个出水支管呈上下两层分布，且所述至少两个进水支管设置于上层，所述至少两个出水支管设置于下层。

在一些实施例中，所述水循环系统包括五个进水支管以及五个出水支管；

所述水循环系统还包括连接于所述五个进水支管和所述换热器之间的并联设置的两个进水总管、连接于所述水泵和所述五个出水支管之间的并联设置的两个出水总管、以及分别串联设置于所述两个进水总管和所述两个出水总管上的四个电磁阀；

其中，三个所述进水支管并联后与一个所述进水总管串联，另外两个所述进水支管并联后与另一个所述进水总管串联；

三个所述出水支管并联后与一个所述出水总管串联，另外两个所述出水支管并联后与另一个所述出水总管串联。

在一些实施例中，所述水循环系统还包括安装于所述水箱上并与所述水箱直通的四个安全阀和四个泄压阀；

所述四个安全阀的一端分别与所述两个进水总管和所述两个出水总管连通，另一端分别与所述水箱连通；

所述四个泄压阀的一端分别与所述两个进水总管和所述两个出水总管连通，另一端分别与所述水箱连通。

在一些实施例中，所述水循环系统还包括连接于所述两个进水总管和所述换热器之间的进水主管、连接于所述水泵和所述两个进水总管之间的出水主管、以及连接于所述进水主管和所述出水主管之间的旁通管路。

在一些实施例中，所述机箱包括第一侧壁、与所述第一侧壁相对设置的第四侧壁、以及设置于所述第一侧壁和所述第四侧壁之间的第二侧壁和第三侧壁；

所述至少两个进水支管的进水口以及所述至少两个出水支管的出水口均设置于所述第三侧壁上；所述进风口呈网孔状设置于所述第二侧壁上，且所述进风口的大小与所述第二侧壁的大小相当；所述出风口呈网孔状设置于所述第一侧壁上，且所述出风口的大小与所述第一侧壁的大小相当；所述电控单元设置于所述第四侧壁上；所述冷凝器设置于所述出风口处，且所述冷凝器的大小与所述出风口的大小相当；所述压缩机设置于所述第二侧壁和所述第四侧壁的夹角处。

在一些实施例中，所述第一侧壁、所述第二侧壁以及所述第三侧壁可拆卸，所述机箱的底部设有至少一个滚轮；

所述电控单元包括嵌置于所述第四侧壁上的电控盒以及可拆卸地盖设于所述电控盒外的电控盒盖板。

在一些实施例中，所述水冷空调还包括设置于所述机箱内的隔板，所述隔板的两侧分别与所述第一侧壁和所述第四侧壁相对，所述隔板将所述机箱的内部分隔成第一区和第二区，所述隔板上设有连通所述第一区和所述第二区的至少一个通孔；

所述冷凝器和所述至少一个风机设置于所述第一区中，所述至少两个进水支管、换热器、水箱、水泵、至少两个出水支管、压缩机、电子膨胀阀均设置于所述第二区中。

在一些实施例中，所述换热器为板式换热器，所述换热器设置于所述水箱朝向所述第三侧壁的一侧，所述水泵设置于所述水箱朝向所述隔板的一侧，所述电子膨胀阀设置于所述水箱和所述水泵之间。

在一些实施例中，所述隔板包括与所述第一侧壁和所述第四侧壁平行的主体部以及一端与所述主体部连接、另一端与所述冷凝器的端板连接的折弯部；

所述至少一个风机安装于所述主体部上并与所述至少一个通孔一一对应设置。

实施本实用新型至少具有以下有益效果：本实用新型的水冷空调，采用一体化的设计，将风机、水循环系统、冷却系统、电控单元组合在一起，可以大大缩短各器件间管道的长度，节省材料成本和安装空间，同时，安装时无需考虑各器件间的连管要求，可移动性强，使用更加方便快捷；机组冷量更大，在超过三个电池包需要冷却时，无需额外布置一台空调，从而节约了占地空间，降低了设备成本，减少了维护点。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一些实施例中水冷空调的立体结构示意图；

图2是图1中水冷空调移除顶壁后的部分分解结构示意图；

图3是图2中水冷空调另一角度的部分分解结构示意图；

图4是本实用新型一些实施例中水冷空调的原理框图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1-4所示，本实用新型一些实施例中的水冷空调可包括机箱3、冷却系统1、水循环系统2、换热器4、电控单元7以及至少一个风机5，冷却系统1、水循环系统2、换热器4、电控单元7以及至少一个风机5均一体式集中设置在机箱3内。该水冷空调利用冷却系统1给水循环系统2进行换热，利用水循环系统2给外部设备8(例如电池组)进行降温，利用风机5给冷却系统1中的冷凝器12进行冷却，利用电控单元7控制风机5、冷却系统1、水循环系统2的工作状态；采用一体化的设计，将风机5、冷却系统1、水循环系统2、电控单元7组合在一起，可以大大缩短冷却系统1和水循环系统2各器件间管道的长度，节省材料成本和安装空间，同时，安装时无需考虑各器件间的连管要求，可移动性强，使用更加方便快捷；外部交互接口只保留进出水管接头，安装界面简洁。

机箱3在一些实施例中大致可呈长方体状，其可包括位于正面的第一侧壁31、位于右面的第二侧壁32、位于左面的第三侧壁33、位于后面的第四侧壁34、位于顶部的顶壁35以及位于底部的底壁36。底壁36上可设置有至少一个滚轮，例如，可在底壁36的四角或四角附近各设置一个滚轮，便于空调安装时可根据用户现场界面移动。

电控单元7在一些实施例中可设置于第四侧壁34上，其可包括安装于第四侧壁34上的电控盒71以及盖设于电控盒71外的电控盒盖板72。第四侧壁34上可设有用于安装电控盒71的安装口，安装口的大小与电控盒71的大小相适配，电控盒71可嵌置于该安装口中。电控盒盖板72可拆卸，便于对电控盒71的维修和更换。

该水冷空调可采用侧面进风正面出风，机箱3的第一侧壁31上设有出风口310，第二侧壁32上设有进风口320，进风口320、至少一个风机5、出风口310依次连通形成供空气进出机箱3以冷却冷凝器12的风道。冷凝器12设置于该风道中，风机5工作时，机箱3外的空气从进风口320被风机5抽进机箱3内，与冷凝器12进行换热后从出风口310排出机箱3外。为增大进出风面积，将第一侧壁31、第二侧壁32的整面均做成网孔形式，还可在进风面增加过滤器，改进进出风的洁净程度。第一侧壁31、第二侧壁32可拆卸，便于后期维护。

换热器4在一些实施例中可以为板式换热器，其包括设置于冷却系统1中的第一换热部41以及设置于水循环系统2中的第二换热部42。冷却系统1可包括依次与第一换热部41连接的压缩机11、冷凝器12以及电子膨胀阀13。第一换热部41、压缩机11、冷凝器12以及电子膨胀阀13依次连接形成冷却回路，在该冷却回路中填充有冷媒。水循环系统2可包括与第二换热部42的入口连接的至少一个进水支管21以及依次与第二换热部42的出口连接的水箱23、水泵24和至少一个出水支管26。该至少一个进水支管21、第二换热部42、水箱23、水泵24以及至少一个出水支管26依次连接形成水循环回路。在本实施例中，为方便使用，该至少一个进水支管21的进水口210、至少一个出水支管26的出水口260均设置于第三侧壁33上。通过将所有的进出水管、注排液管、进出线孔、蜂鸣器、显示灯均布局到与进风口320相对的第三侧壁33上，可便于用户整体接线接管及相关的安装维护。第三侧壁33也可采用可拆卸的设置方式，便于安装和维护。

该水循环系统2在一些实施例中还可包括分别设置于每一出水支管26上的流量阀272，以便于控制空调机组排出冷冻液的量。为增加该水冷空调的冷量，提高冷却能力，进水支管21、出水支管26的数量均可以为两个或两个以上，且进水支管21的数量可与出水支管26的数量相当。在本实施例中，水循环系统2包括五个并联的进水支管21以及五个并联的出水支管26。考虑到流量阀272的重量，可将该五个进水支管21、五个出水支管26分布为上下两层，五个进水支管21位于上层，五个出水支管26位于下层。

在一些实施例中，该水循环系统2还可包括与第二换热部42的入口连接的进水主管220、连接于五个进水支管21和进水主管220之间的两个并联的进水总管22、与水泵24的出口连接的出水主管250、以及连接于出水主管250和五个出水支管26之间的两个并联的出水总管25，每一进水总管22以及每一出水总管25上均可串联设置有一电磁阀271。在本实施例中，三个进水支管21并联后与一个进水总管22串联，另外两个进水支管21并联后与另一个进水总管22相连；三个出水支管26并联后与一个出水总管25串联，另外两个出水支管26并联后与另一个出水总管25串联。所有进出水总管路端部均接管，可解决端部积液问题以及端部封口的技术和成本问题。

为提高空调机组的安全性，该水冷空调在一些实施例中还可包括连接于进水主管220和出水主管250之间的旁通管路28、四个直通水箱23的安全阀273以及四个直通水箱23的泄压阀274。该四个安全阀273的一端分别与两个进水总管22、两个出水总管25连通，另一端分别与水箱23连通。该四个泄压阀274的一端分别与两个进水总管22、两个出水总管25连通，另一端分别与水箱23连通。为节约空间，将各安全阀273和泄压阀274固定于水箱23上做成整体。

机箱3内可分为朝向第一侧壁31的第一区301以及朝向第四侧壁34的第二区302。第二区302为进风区，主要分布水箱23、水泵24、压缩机11、电子膨胀阀13、板式换热器4以及各进水支管21、进水总管22、出水支管26、出水总管25及其阀件；第一区301为出风区，主要分布风机5和冷凝器12，从而合理有效地利用机组空间，布局紧凑。

第一区301和第二区302之间可通过一竖直设置的隔板6隔开，隔板6上设置有连通第一区301和第二区302的至少一个通孔60。隔板6在一些实施例中可包括主体部61以及折弯部62。主体部61与第一侧壁31、第四侧壁34平行，用于风机5等器件的安装，其一端与第三侧壁33连接，另一端与折弯部62连接。折弯部62与主体部61之间呈一定角度(例如钝角)设置，折弯部62的另一端与冷凝器12端板朝向第二侧壁32一端的端部连接，可使进风面积随之增加到整个侧壁宽度，大大增加了进风面积，使同功率下风机风量增加，降低整体进风功耗。

风机5可安装于隔板6上，且风机5的数量和位置分别与隔板6上的通孔60的数量和位置相对应。为提高冷却能力，风机5的数量可以为两个或两个以上，在本实施例中，隔板6上可间隔分布有压缩机驱动散热片以及四个风机5。冷凝器12设置于出风口310处，冷凝器12的大小与出风口310的大小相当，以增加出风面积。

为节约空间，压缩机11、冷凝器12、电子膨胀阀13、板式换热器4的相对位置应尽量接近，进水支管21、进水总管22、板式换热器4、水箱23、水泵24、出水总管25、出水支管26的相对位置应尽量接近。

板式换热器4应尽可能靠近冷却系统1和水循环系统2，水箱23、水泵24和板式换热器4应尽可能放在一起节约空间，且需避开各进出水管路及其阀件空间，故将水泵24放置于水箱23朝向隔板6的一侧，将板式换热器4放置于水箱23朝向第三侧壁33的一侧。水箱23和板式换热器4可放置于最靠近第四侧壁34的位置，其可固定于第四侧壁34或底壁36上。

压缩机11与冷凝器12的接口位置靠近，故将压缩机11放置在进风口320位置，且不应挡住进风量，故将压缩机11放置于进风口320最靠近第四侧壁34的位置，即第二侧壁32和第四侧壁34的夹角处。电子膨胀阀13与板式换热器4的位置应尽量靠近，故将电子膨胀阀13放置于水箱23和水泵24之间。

本实用新型中的水冷空调冷量相当于传统的两台水冷空调，并且结构更加紧凑，在超过三个电池包需要冷却时，无需额外设置一台水冷空调，节约了占地空间，降低了设备成本，减少了维护点。

该水冷空调的工作原理如下：

水冷空调通过进水口210和出水口260和外部设备8(例如电池组)连通，水冷空调工作时，从水冷空调的出水口260出来的低温冷却水流入外部设备8中，与外部设备8换热后温度上升，升温后的高温冷却水从进水口210流入水冷空调的板式换热器4的第二换热部42，与第一换热部41换热后温度下降形成低温冷却水流入水箱23中，水泵24将水箱23中的低温冷却水泵至出水口260继续流入外部设备8中给外部设备8散热；

冷却系统1中的第一换热部41与水循环系统2中的第二换热部42换热后温度上升，升温后的高温冷媒传至压缩机11，压缩机11将高温冷媒加压后传至冷凝器12中，通过风机5对高温冷媒进行散热降温后传至电子膨胀阀13，电子膨胀阀13对冷媒进行降压后再传至板式换热器4的第一换热部41，与水循环系统2中的第二换热部42进行热交换。

可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。

以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种水冷空调，其特征在于，包括机箱(3)、设置于所述机箱(3)侧壁上的电控单元(7)、设置于所述机箱(3)内的至少一个风机(5)、设置于所述机箱(3)内的冷却系统(1)和水循环系统(2)、以及设置于所述机箱(3)内用于所述冷却系统(1)和所述水循环系统(2)热交换的换热器(4)，所述电控单元(7)分别与所述冷却系统(1)、所述水循环系统(2)以及所述至少一个风机(5)电性连接；

所述换热器(4)包括第一换热部(41)以及第二换热部(42)，所述冷却系统(1)包括依次与所述第一换热部(41)连接的压缩机(11)、冷凝器(12)、电子膨胀阀(13)，所述水循环系统(2)包括与所述第二换热部(42)的入口连接的至少两个进水支管(21)以及依次与所述第二换热部(42)的出口连接的水箱(23)、水泵(24)和至少两个出水支管(26)；

所述机箱(3)的侧壁上设有进风口(320)和出风口(310)，所述进风口(320)、所述至少一个风机(5)、所述出风口(310)依次连通形成供空气进出所述机箱(3)以冷却所述冷凝器(12)的风道。

2.根据权利要求1所述的水冷空调，其特征在于，所述水循环系统(2)还包括分别设置于每一所述出水支管(26)上的流量阀(272)；

所述至少两个进水支管(21)、所述至少两个出水支管(26)呈上下两层分布，且所述至少两个进水支管(21)设置于上层，所述至少两个出水支管(26)设置于下层。

3.根据权利要求1所述的水冷空调，其特征在于，所述水循环系统(2)包括五个进水支管(21)以及五个出水支管(26)；

所述水循环系统(2)还包括连接于所述五个进水支管(21)和所述换热器(4)之间的并联设置的两个进水总管(22)、连接于所述水泵(24)和所述五个出水支管(26)之间的并联设置的两个出水总管(25)、以及分别串联设置于所述两个进水总管(22)和所述两个出水总管(25)上的四个电磁阀(271)；

其中，三个所述进水支管(21)并联后与一个所述进水总管(22)串联，另外两个所述进水支管(21)并联后与另一个所述进水总管(22)串联；

三个所述出水支管(26)并联后与一个所述出水总管(25)串联，另外两个所述出水支管(26)并联后与另一个所述出水总管(25)串联。

4.根据权利要求3所述的水冷空调，其特征在于，所述水循环系统(2)还包括安装于所述水箱(23)上并与所述水箱(23)直通的四个安全阀(273)和四个泄压阀(274)；

所述四个安全阀(273)的一端分别与所述两个进水总管(22)和所述两个出水总管(25)连通，另一端分别与所述水箱(23)连通；

所述四个泄压阀(274)的一端分别与所述两个进水总管(22)和所述两个出水总管(25)连通，另一端分别与所述水箱(23)连通。

5.根据权利要求3所述的水冷空调，其特征在于，所述水循环系统(2)还包括连接于所述两个进水总管(22)和所述换热器(4)之间的进水主管(220)、连接于所述水泵(24)和所述两个进水总管(22)之间的出水主管(250)、以及连接于所述进水主管(220)和所述出水主管(250)之间的旁通管路(28)。

6.根据权利要求1-5任一项所述的水冷空调，其特征在于，所述机箱(3)包括第一侧壁(31)、与所述第一侧壁(31)相对设置的第四侧壁(34)、以及设置于所述第一侧壁(31)和所述第四侧壁(34)之间的第二侧壁(32)和第三侧壁(33)；

所述至少两个进水支管(21)的进水口(210)以及所述至少两个出水支管(26)的出水口(260)均设置于所述第三侧壁(33)上；所述进风口(320)呈网孔状设置于所述第二侧壁(32)上，且所述进风口(320)的大小与所述第二侧壁(32)的大小相当；所述出风口(310)呈网孔状设置于所述第一侧壁(31)上，且所述出风口(310)的大小与所述第一侧壁(31)的大小相当；所述电控单元(7)设置于所述第四侧壁(34)上；所述冷凝器(12)设置于所述出风口(310)处，且所述冷凝器(12)的大小与所述出风口(310)的大小相当；所述压缩机(11)设置于所述第二侧壁(32)和所述第四侧壁(34)的夹角处。

7.根据权利要求6所述的水冷空调，其特征在于，所述第一侧壁(31)、所述第二侧壁(32)以及所述第三侧壁(33)可拆卸，所述机箱(3)的底部设有至少一个滚轮；

所述电控单元(7)包括嵌置于所述第四侧壁(34)上的电控盒(71)以及可拆卸地盖设于所述电控盒(71)外的电控盒盖板(72)。

8.根据权利要求6所述的水冷空调，其特征在于，所述水冷空调还包括设置于所述机箱(3)内的隔板(6)，所述隔板(6)的两侧分别与所述第一侧壁(31)和所述第四侧壁(34)相对，所述隔板(6)将所述机箱(3)的内部分隔成第一区(301)和第二区(302)，所述隔板(6)上设有连通所述第一区(301)和所述第二区(302)的至少一个通孔(60)；

所述冷凝器(12)和所述至少一个风机(5)设置于所述第一区(301)中，所述至少两个进水支管(21)、换热器(4)、水箱(23)、水泵(24)、至少两个出水支管(26)、压缩机(11)、电子膨胀阀(13)均设置于所述第二区(302)中。

9.根据权利要求8所述的水冷空调，其特征在于，所述换热器(4)为板式换热器，所述换热器(4)设置于所述水箱(23)朝向所述第三侧壁(33)的一侧，所述水泵(24)设置于所述水箱(23)朝向所述隔板(6)的一侧，所述电子膨胀阀(13)设置于所述水箱(23)和所述水泵(24)之间。

10.根据权利要求8所述的水冷空调，其特征在于，所述隔板(6)包括与所述第一侧壁(31)和所述第四侧壁(34)平行的主体部(61)以及一端与所述主体部(61)连接、另一端与所述冷凝器(12)的端板连接的折弯部(62)；

所述至少一个风机(5)安装于所述主体部(61)上并与所述至少一个通孔(60)一一对应设置。

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