CN212299271U - 冷水空调机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及空气调节技术领域，具体涉及一种冷水空调机组。本实用新型旨在解决现有冷水空调机组的蒸发器在冬季停机时易冻裂的问题。为此目的，本实用新型的冷水空调机组包括通过冷媒管连接的压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，冷水空调机组还包括太阳能装置，太阳能装置包括太阳能集热器、导热管和第一循环泵，太阳能集热器具有集热进口和集热出口，导热管分别与集热进口和集热出口连通，第一循环泵设置于导热管上，导热管内填充有导热介质，并且导热管部分盘设于蒸发器的外侧底部或蒸发器的内部。本申请能够保证蒸发器不冻裂，降低由于温度过低而导致的蒸发器冻裂的风险。

Description

冷水空调机组

技术领域

本实用新型涉及空气调节技术领域，具体涉及一种冷水空调机组。

背景技术

冷水空调机组，又称冷水机组，其主要包括压缩机，蒸发器，冷凝器，膨胀阀。工作时，蒸发器中的冷媒与载冷剂进行热交换，冷凝器中的冷媒与冷却水或室外空气进行热交换。冷水空调机组的蒸发器多使用管壳式蒸发器或套管式蒸发器，在冬季机组停机后，如果室外环境温度较低，蒸发器内的水容易结冰而将蒸发器冻裂，导致机组损坏。

为解决上述问题，现有解决技术方案中，一种是在机组停机后将蒸发器内的水放掉，以防止水结冰冻裂蒸发器。另一种是通过在蒸发器上缠绕电加热带，利用电加热带加热蒸发器而防止内部水冻结。上述解决方案都一定程度上防止了蒸发器内水冻结的情况发生，但是其仍具有以下不足：首先，将蒸发器内的水放掉后如果再启动机组，需要重新上水，不仅导致机组无法快速启动，还浪费人力物力。其次，使用电加热带加热蒸发器需要耗费大量的电能，不利于节约能源。

相应地，本领域需要一种新的冷水空调机组来解决上述问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有冷水空调机组的蒸发器在冬季停机时易冻裂的问题，本实用新型提供了一种冷水空调机组，该冷水空调机组包括通过冷媒管连接的压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，所述冷水空调机组还包括太阳能装置，所述太阳能装置包括太阳能集热器、导热管和第一循环泵，所述太阳能集热器具有集热进口和集热出口，所述导热管分别与所述集热进口和所述集热出口连通，所述第一循环泵设置于所述导热管上，所述导热管内填充有导热介质，并且所述导热管部分盘设于所述蒸发器的外侧底部或所述蒸发器的内部。

在上述冷水空调机组的优选技术方案中，当所述导热管部分盘设于所述蒸发器的内部时，所述导热管盘设于所述蒸发器的底部。

在上述冷水空调机组的优选技术方案中，所述导热管还部分盘设于所述冷水空调机组位于室外侧的部分电子元器件的周围。

在上述冷水空调机组的优选技术方案中，所述电子元器件包括温度传感器、压力传感器、压力开关、电子膨胀阀中的至少一个。

在上述冷水空调机组的优选技术方案中，所述太阳能装置还包括水箱，所述水箱具有进水口和出水口，所述导热管分别与所述进水口和所述出水口连通。

在上述冷水空调机组的优选技术方案中，所述蒸发器通过管路与所述水箱连通。

在上述冷水空调机组的优选技术方案中，所述太阳能装置还包括太阳能光伏电池、储电部件和太阳能控制器，所述太阳能光伏电池通过所述控制器与所述储电部件连接，所述储电部件与所述冷水空调机组的总控制器连接。

在上述冷水空调机组的优选技术方案中，所述太阳能光伏电池与所述太阳能集热器一体设置。

在上述冷水空调机组的优选技术方案中，所述储电部件还与电网连接；并且/或者所述储电部件为蓄电池组或超级电容电池组。

在上述冷水空调机组的优选技术方案中，所述太阳能集热器为平板型集热器、真空管集热器或聚光型集热器。

本领域技术人员能够理解的是，在本实用新型的优选技术方案中，冷水空调机组包括通过冷媒管连接的压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，冷水空调机组还包括太阳能装置，太阳能装置包括太阳能集热器、导热管和第一循环泵，太阳能集热器具有集热进口和集热出口，导热管分别与集热进口和集热出口连通，第一循环泵设置于导热管上，导热管内填充有导热介质，并且导热管部分盘设于蒸发器的外侧底部或蒸发器的内部。

通过在冷水空调机组中设置太阳能装置，使得机组在低温环境下停机时，以极低的能耗保证蒸发器不冻裂，省略机组再次启动时需要重新上水的时间，大幅度提高机组的启动速度，降低由于温度过低而导致的蒸发器冻裂的风险。

具体地，通过利用太阳能集热器收集热量，然后通过集热管把热量传递到换热器的外侧底部或内部，使得机组在停机时，能够合理利用自然能源产生的热量加热蒸发器内部的水，从而保证蒸发器内部的水温始终保持在合适的区间内。这样一来，不仅节省了为蒸发器放水的步骤，而且更重要的是，由于蒸发器无需重新上水，这使得在机组在低温下的快速启动成为可能。并且，在机组制热运行时，由于蒸发器内水的蓄能作用，还能够提升机组的加热效率，减少加热时间。此外，由于采用了太阳能技术收集热量，本申请的技术方案在实施过程中还具有极低的能耗。

进一步地，通过将导热管盘设在部分电子元器件的周围，还能够在机组运行时电子元器件始终保持在合适的温度，使得机组在工作过程中能够采集到精确的参数，提高机组的控制稳定性和控制精度，降低电子元器件由于温度过低而出现信号偏差或损坏的风险，减少售后维修次数。

进一步地，通过将导热管和蒸发器同时与水箱连通，使得水箱能够作为蓄能装置储存热量，从而大幅度提升机组的加热效率。

进一步地，通过设置太阳能光伏电池、储电部件和太阳能控制器，使得本申请在当阳光较充裕时，还能够将太阳能转换为电能并存储在储电部件中，以用于机组的运行，节省能源。

附图说明

下面参照附图并结合风冷式冷水空调机组来描述本实用新型的冷水空调机组。附图中：

图1为本实用新型的第一种实施方式中冷水空调机组的系统图；

图2为本实用新型的第二种实施方式中冷水空调机组的系统图。

附图标记列表

1、压缩机；2、四通阀；3、冷凝器；4、节流装置；5、蒸发器；51、冷水进口；52、冷水出口；6、气液分离器；7、总控制器；8、太阳能装置；81、太阳能集热器；82、导热管；83、第一循环泵；84、太阳能控制器；85、储电部件；91、吸气温度传感器；92、排气温度传感器；93、低压开关；94、高压开关；10、水箱；11、第二循环泵。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。例如，虽然本实施方式是结合风冷式冷水空调机组进行介绍的，但是这并非旨在于限制本实用新型的保护范围，在不偏离本实用新型原理的条件下，本领域技术人员可以将本实用新型应用于其他应用场景。例如，本申请还可以应用于水冷式冷水空调机组等。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

首先参照图1，对本实用新型的冷水空调机组的第一种实施方式进行描述。其中，图1为本实用新型的第一种实施方式中冷水空调机组的系统图。

如图1所示，为解决现有冷水空调机组的蒸发器在冬季停机时易冻裂的问题，本申请的风冷式冷水空调机组主要包括压缩机1、四通阀2、冷凝器3、节流装置4、蒸发器5、气液分离器6、总控制器7和多个电子元器件。压缩机1、四通阀2、冷凝器3、节流装置4、蒸发器5和气液分离器6通过冷媒管连接形成冷媒回路。在本申请中节流装置4为电子膨胀阀，冷凝器3为风冷式冷凝器，蒸发器5为管壳式蒸发器。电子元器件包括但不限于电子膨胀阀、吸气温度传感器91、排气温度传感器92、压力传感器、低压开关93、高压开关94等。总控制器7用于控制机组的运行，如控制机组的启停、基于上述温度传感器或压力传感器调整电子膨胀阀的开度或机组中风机的启停、基于控制指令控制四通阀2的换向等。

继续参照图1，特别地，本申请的冷水空调机组还包括太阳能装置8，太阳能装置8包括太阳能集热器81、导热管82和第一循环泵83，太阳能集热器81具有集热进口和集热出口，导热管82分别与集热进口和集热出口连通从而形成集热回路。第一循环泵83设置在导热管82上，导热管82内填充有导热介质，并且导热管82部分盘设于蒸发器5的外侧底部。

如背景技术所述，现有技术中，为保证蒸发器在低温环境中不被冻裂，通常在机组停机后将水放掉或在蒸发器上缠绕电加热带。但是，如果将水放掉，那么当机组再次启动时需要耗费大量时间重新上水，无法保证机组快速启动。如果在停机时使用电加热带加热蒸发器，那么需要耗费大量电能。

而本申请通过在冷水空调机组中设置太阳能装置8，能够在机组停机时以极低的能耗维持蒸发器5内的水温始终处于一个合适的温度，保证蒸发器5不冻裂，省略机组重新上水的时间，实现机组的快速启动。

具体地，在机组停机后，太阳能集热器81收集阳光中的热量并通过第一循环泵83的运行将导热管82中的水的热量传递到蒸发器5的底部，使蒸发器5中的水温升高，从而保证蒸发器5中的水温始终处于一个合适的区间，因此蒸发器5不会被冻裂。当机组再次启动时，由于无需重新上水，因此机组能够以最快的速度达到较佳的工作状态，实现机组的快速启动。并且，在机组制热运行时，由于蒸发器5内水的蓄能作用，还能够提升机组的加热效率，减少加热时间。此外，由于采用了太阳能技术收集热量，这还使得本申请的技术方案在实施过程中还具有极低的能耗。

下面进一步参照图1，对本申请的冷水空调机组的一种较为优选的实施方式进行介绍。

如图1所示，在一种较为优选的实施方式中，太阳能集热器81选用平板型集热器，导热介质优选地为水，导热管82可以选择散热效果较好的铜管或铝管等，其与太阳能集热器81的集热进口和集热出口之间构成集热回路。导热管82由太阳能集热器81的集热出口接出后，首先盘设于压缩机1排气口处的排气温度传感器92和高压开关94周围，然后在经过蒸发器5时盘设在蒸发器5的外侧底部。

继续参照图1，太阳能装置8还包括水箱10，水箱10具有进水口和出水口，导热管82分别与进水口和出水口连通。具体地，导热管82在盘设于蒸发器5的外侧底部后，与水箱10的进水口连接，水箱10的出水口通过导热管82与第一循环泵83的吸入口连接，第一循环泵83的排出口通过导热管82与太阳能集热器81的集热进口连接，从而构成一个完整的集热回路。

继续参照图1，管壳式蒸发器5的冷水进口51和冷水出口52分别与水箱10连通，并且冷水进口51与水箱10之间还设置有第二循环泵11，第二循环泵11开启时管壳内部的水与水箱10中的水形成循环。在实际应用时，如果冷水空调机组本身带有水箱，则太阳能装置8中的水箱可以与机组中自带的水箱共用，只需对水箱稍加改造即可。如果机组中未设置水箱，那么可以单独设置水箱并将水箱同时与导热管82和蒸发器5连通。当然，如果机组自带水箱，那么冷水出口52或冷水进口51与水箱之间的管路通常会经过室内循环。

仍参照图1，太阳能装置8还包括太阳能光伏电池(图中未示出)、储电部件85和太阳能控制器84，太阳能光伏电池通过控制器与储电部件85连接，储电部件85与冷水空调机组的总控制器7连接。具体地，太阳能光伏电池在本申请中采用非晶硅太阳能电池，其与太阳能集热器81一体设置，具体设置方式例如可以参见公告号为CN202973593U的专利文件，在此不再赘述。一体设置后，使得太阳能集热器81既可以吸收光能产生热量，也能够实现光电转换。储电部件85优选的采用蓄电池组，蓄电池组中包括多个蓄电池，太阳能光伏电池通过太阳能控制器84与蓄电池组连接，蓄电池组通过连接线与总控制器7连接，从而实现对光电转换后的电能存储，以及将储存电能用于机组的运行。此外，蓄电池组还与电网连接，从而在太阳能不足时能够通过电网向蓄电池组充电。

控制方式上，当光照一般时，总控制器7优先启动太阳能集热器81的加热功能，将热量传递到电子元器件的周围和蒸发器5的底部，为电子元器件周围的空气和蒸发器5内的水加热，保证低温状态下机组的保温。当光照足够时，在确保机组保温的前提下(可通过采集相关位置的温度等方式进行判断)，如果光照能量仍有剩余，则总控制器7启动蓄电功能给蓄电池组充电，以便将储存的电能用于机组运行。

上述设置方式的优点在于：通过将导热管82还盘设于部分电子元器件的周围，使得冷水空调机组在低温环境中停机和运行时，能够对电子元器件周围的空气加热，从而保证电子元器件的温度始终保持在合适的区间内。这样一来，由于电子元器件始终保持在合适的温度，使得机组在工作过程中能够采集到精确的参数，提高机组的控制精度和准度，降低由于环境温度较低而导致的电子元器件出现信号反馈偏差甚至损坏的风险，减少售后维修次数。通过将导热管82盘设于蒸发器5的外侧底部和电子元器件的周围，本申请能够在满足加热功能的前提下，不对冷水空调机组进行改动，最大限度的降低了机组的改造成本。通过将导热管82和蒸发器5同时与水箱10连通，使得水箱10能够作为蓄能装置储存热量，从而在机组启动和运行过程中大幅度提升加热效率。通过设置太阳能光伏电池、储电部件85和太阳能控制器84，使得本申请在当阳光较充裕时，还能够将太阳能转换为电能并存储在储电部件85中，以用于机组的运行，节省能源。通过将太阳能光伏电池与太阳能集热器81集成设置，使得太阳能集热器81能够同时实现光热转换和光电转换，并且大幅减小太阳能装置8的体积。

实施例2

下面参照图2，对本申请的冷水空调机组的第二种实施方式进行描述。其中，图2为本实用新型的第二种实施方式中冷水空调机组的系统图。

如图2所示，在保持实施例1其他设置方式不变的前提下，在本实施方式中，导热管82还盘设于压缩机1的外侧底部。例如，在导热管82由太阳能集热器81的集热出口接出后，首先盘设于压缩机1排气口处的排气温度传感器92和高压开关94周围，然后在经过压缩机1时盘设于压缩机1的外侧底部，最后在经过蒸发器5时盘设在蒸发器5的外侧底部。

申请人发现，冷水空调机组在运行过程中，由于环境温度较低，容易导致压缩机1内部润滑油的油温降低而变粘稠，导致无法快速启动运行。而本实施方式中通过将导热管82盘设在压缩机1外侧底部，能够在机组停机时以极低的能耗保证润滑油始终处于一个合适的温度，在机组再次启动时，由于压缩机1内的油温处于合适的温度区间，因此机组能够以最快的速度达到较佳的工作状态，实现机组的快速启动。

需要说明的是，上述两个优选的实施方式仅仅用于阐述本实用新型的原理，并非旨在于限制本实用新型的保护范围。在不偏离本实用新型原理的前提下，本领域技术人员可以对上述设置方式进行调整，以便本实用新型能够适用于更加具体的应用场景。

例如，在一种可替换的实施方式中，虽然上述实施方式中是结合导热介质为水进行描述的，但是本领域技术人员可以采用其他的导热液体对其进行替换，只要其能够提供较好的热传导性能即可。比如，导热介质还可以为盐水或乙二醇溶液等。

再如，在另一种可替换的实施方式中，导热管82的盘设位置并非一成不变，在能够对压缩机1、蒸发器5和电子元器件进行有效加热的条件下，导热管82还可以设置于其他合理位置。比如，在条件允许的情况下，也可以把导热管82盘设到压缩机1内部或者蒸发器5的管壳内的底部等位置。

再如，在另一种可替换的实施方式中，虽然上述实施方式中是结合导热管82盘设在排气温度传感器92和高压开关94进行介绍的，但是，本领域技术人员应该理解的是，本实用新型对现有技术的贡献体现在将导热管82盘设在机组的电子元器件上，其保护范围不应局限于电子元器件的具体数量和类型，因此，在采用本实用新型的设置方式的情况下，将导热管82盘设在机组的其他电子元器件周围也将落入本实用新型的保护范围之内。比如，导热管82还可以盘设在吸气温度传感器91、低压开关93、电子膨胀阀、压力传感器等中的一个或多个等。

再如，在另一种可替换的实施方式中，储电部件85的具体形式并非固定，在满足能够储存电能的前提下，本领域技术人员可以对储电部件85的具体形式进行调整。比如储电部件85还可以采用超级电容电池组等。

再如，在另一种可替换的实施方式中，太阳能集热器81的具体设置形式并非唯一，除采用平板型集热器外，本领域技术人员还可以采用真空管集热器或聚光型集热器等，这种集热器类型的更改并未偏离本申请的原理。

再如，除采用非晶硅太阳能电池作为太阳能光伏电池外，本领域技术人员还可以采用单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池等对其进行替换，替换后的技术方案仍然落入本申请的保护范围之内。在设置形式上，虽然上述实施方式是济合太阳能光伏电池与太阳能集热器81一体设置为例进行介绍的，但是显然将二者分开设置也能够实现本申请，虽然这种方式会不可避免地导致太阳能装置8的体积增大。

再如，在另一种可能的实施方式中，太阳能装置8的水箱可以不与机组共用，而是单独设置专用水箱，这种设置方式并未偏离本申请的原理。

当然，上述可以替换的实施方式之间、以及可以替换的实施方式和优选的实施方式之间还可以交叉配合使用，从而组合出新的实施方式以适用于更加具体的应用场景。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种冷水空调机组，包括通过冷媒管连接的压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，其特征在于，所述冷水空调机组还包括太阳能装置，所述太阳能装置包括太阳能集热器、导热管和第一循环泵，所述太阳能集热器具有集热进口和集热出口，所述导热管分别与所述集热进口和所述集热出口连通，所述第一循环泵设置于所述导热管上，所述导热管内填充有导热介质，并且所述导热管部分盘设于所述蒸发器的外侧底部或所述蒸发器的内部。

2.根据权利要求1所述的冷水空调机组，其特征在于，当所述导热管部分盘设于所述蒸发器的内部时，所述导热管盘设于所述蒸发器的底部。

3.根据权利要求1所述的冷水空调机组，其特征在于，所述导热管还部分盘设于所述冷水空调机组位于室外侧的部分电子元器件的周围。

4.根据权利要求3所述的冷水空调机组，其特征在于，所述电子元器件包括温度传感器、压力传感器、压力开关、电子膨胀阀中的至少一个。

5.根据权利要求1所述的冷水空调机组，其特征在于，所述太阳能装置还包括水箱，所述水箱具有进水口和出水口，所述导热管分别与所述进水口和所述出水口连通。

6.根据权利要求5所述的冷水空调机组，其特征在于，所述蒸发器通过管路与所述水箱连通。

7.根据权利要求1所述的冷水空调机组，其特征在于，所述太阳能装置还包括太阳能光伏电池、储电部件和太阳能控制器，所述太阳能光伏电池通过所述控制器与所述储电部件连接，所述储电部件与所述冷水空调机组的总控制器连接。

8.根据权利要求7所述的冷水空调机组，其特征在于，所述太阳能光伏电池与所述太阳能集热器一体设置。

9.根据权利要求7所述的冷水空调机组，其特征在于，所述储电部件还与电网连接；并且/或者

所述储电部件为蓄电池组或超级电容电池组。

10.根据权利要求1所述的冷水空调机组，其特征在于，所述太阳能集热器为平板型集热器、真空管集热器或聚光型集热器。

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