CN214333097U - 一种水冷空调系统及其空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种水冷空调系统及其空调器，包括水冷热交换系统和冷媒热交换系统，水冷热交换系统包括外部水源、进水管、板式换热器和出水管，外部水源通过进水管与板式换热器下侧的下部进水口连通，板式换热器的上部出水口通过出水管将进入的外部水源循环排出；出水管上还连接有控制水循环流量的比例水阀；冷媒热交换系统包括变频压缩机、高压开关、四通阀、平衡罐、变频驱动散热器、至少一组相互配合的电子膨胀阀以及液管截止阀和气管截止阀、气液分离器，每组液管截止阀与气管截止阀之间还分别设有一个进行制冷或制热的室内机，比例水阀根据换热量需求来精准控制进水管中的水流量。

Description

一种水冷空调系统及其空调器

【技术领域】

本实用新型涉及空调技术，尤其涉及一种水冷空调系统。

【背景技术】

随着社会的进步和科技的发展，空调器作为一种营造舒适人居环境的设备，越来越广泛地运用于家庭和公共场所。在宾馆、写字楼、大型商场等场合，一般水冷却型的中央空调系统，采用水作为冷却介质，同时配置有水泵、冷却塔、空调设备等主要部件组成的热交换设备；因此，其能耗高、污染环境，而且，结构复杂、造价高，尤其在炎热的夏季，成为家电中的耗电大户和新的热生源。

但是，对于一般的家庭、小型的宾馆、以及小型的商场来说，一般采用风冷式空调系统，不仅不节能环保，而且使用成本高；而使用水冷却型的中央空调系统，绝大多数空调机组都使用固定的水流量，配备固定流量的水泵，当空调机组正常运行，水流量过大时使用水管排掉一部分水，不仅造成水泵过多消耗电量，而且空调机组的运行性能没有充分发挥出来，同时安装和设备投资成本高，以及存在占用安装面积比较大等缺陷。

因此，针对家庭、小型的宾馆、以及小型的商场，当所处区域的水源比较稳定，完全可以利用天然或自来水的水源作为空调器制冷介质，提供一种家用水冷式空调系统，以降低使用和采购成本，并实现节能环保的目的，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

【实用新型内容】

本实用新型提供一种安装位置不受场所限制、既可以室内也可以室外，且不受水源种类及水源温度限制的精准调节水冷热交换系统的水流量来适用冷媒系统的工作压力，提高工作效率、节省能源，以及对驱动模块进行有效散热防止模块过热烧毁的水冷空调系统及空调器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种水冷空调系统，包括水冷热交换系统和冷媒热交换系统，

所述水冷热交换系统包括外部水源、进水管、板式换热器和出水管，所述板式换热器上侧设置有上部出水口和上部冷媒进出口，所述板式换热器下侧设置有下部进水口和下部冷媒进出口；

所述外部水源通过所述进水管与所述板式换热器下侧的下部进水口连通，所述板式换热器的上部出水口通过出水管将进入的外部水源循环排出；

所述进水管上连接有通过检测水流通断的水流开关；

所述出水管上还连接有控制水循环流量的比例水阀；

所述冷媒热交换系统包括变频压缩机、高压开关、四通阀、、变频驱动散热器、至少一组相互配合的电子膨胀阀以及液管截止阀和气管截止阀、气液分离器，每组相互配合的电子膨胀阀、液管截止阀和气管截止阀中的液管截止阀与气管截止阀之间还分别设有一个进行制冷或制热的室内机；

所述高压开关设置于所述变频压缩机的排气管上、且当所述变频压缩机排气压力超出一定范围时控制所述变频压缩机的电机断电停机；

所述板式换热器通过上部冷媒进出口和下部冷媒进出口连接于所述冷媒热交换系统的管路中，板式换热器的下部冷媒进出口与变频驱动散热器之间的管路上还并联连接有一组防止冷媒热交换系统工作时出现凝露漏电的单向阀和毛细管；

所述水冷热交换系统的外部水源经进水管后，由下部进水口进入板式换热器与板式换热器内的冷媒进行换热，并由板式换热器的上部出水口依次经过出水管和比例水阀流出，出水管上的比例水阀根据换热量需求来精准控制进水管中的水流量；

所述冷媒热交换系统制冷时，从变频压缩机排出的高温高压过热冷媒气体经过排气管路、高压开关进入四通阀的a接口，再由四通阀的b接口排出，由上部冷媒进出口进入板式换热器后冷却为高压中温的过冷冷媒液体，下部冷媒进出口排出的过冷冷媒液体，通过管路及单向阀后进入变频驱动散热器给散热器冷却，再依次进入每组电子膨胀阀和液管截止阀对应的室内机，蒸发吸热后经过该室内机对应的一组气管截止阀，再通过管路由四通阀的d接口进入、四通阀的c接口排出，通过管路由气液分离器分离后回到变频压缩机；

所述冷媒热交换系统制热时，从变频压缩机排出的高温高压的过热气体，经过排气管路、高压开关后由四通阀的a接口进入、四通阀的d接口排出，再经过至少一组气管截止阀，分别进入每组气管截止阀对应的室内机，将热量散发到室内后变为高压中温的过冷液体，再经过每组液管截止阀分别进入该水冷空调系统的壳体内，通过该水冷空调系统壳体内的电子膨胀阀节流后的管路经过变频驱动散热器给散热器冷却，再经过毛细管二次节流，之后从板式换热器的下部冷媒进出口进入进行蒸发吸热，蒸发后的气态冷媒从板式换热器的上部冷媒进出口出来，由四通阀的b接口进入、四通阀的c接口排出，再经过气液分离器回到变频压缩机。

进一步地，所述进水管上的水流开关后侧还串联连接有用于稳定进水水源水压的稳压阀或稳压管。

进一步地，所述变频压缩机还可采用定频压缩机替换。

进一步地，所述板式换热器还采用套管换热器或壳管换热器替换。

进一步地，所述板式换热器的下部冷媒进出口与毛细管之间管路上还连接有用于平衡高压冷媒的平衡罐。

进一步地，所述进水管的端部还设置有便于与外部水源连通的进水截止阀或管接头。

进一步地，所述出水管的端部还设置有便于与外部水源连通的出水截止阀或管接头。

进一步地，所述变频驱动散热器还可以给其他发热元器件散热。

一种空调器，包括至少一组设置于室内用于制冷或\和制热的室内机，该空调器采用上述的一种水冷空调系统，该水冷空调系统安装于一壳体内，壳体还安装有控制该水冷空调系统工作的电路板，所述壳体设置于室内或室外任意位置处。

进一步地，所述水冷空调系统采用的外部水源为自来水、冷水塔供给的水、水泵供给的河水或湖水、或水泵供给的井水。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用水冷和风冷双模式的控制方式，其中室内机采用风冷的工作模式，与室内机连接的处于室内或室外的壳体采用水冷的工作模式；这样，与现有家用风冷空调系统中只能安装于室外进行空气对流热交换的室外机相比，本实用新型水冷空调系统所处壳体的安装位置不受场所限制，外部水源通过管路可以导入的任何地方均可以设置壳体的安装空间，既可以安装在室内也可以安装在室外，有效解决现有空调安装不便或安装位置受限的问题。

采用稳定进水水源水压的稳压阀和调节流量大小的比例水阀相结合的方式，根据室内机工作的组数，精准调节水冷热交换系统的水流量，以适应冷媒热交换系统的容量需求，防止冷媒热交换系统的压力超标；当然，当室内机的工作组数减少时，比例水阀对应的调小进水管的流量，防止水冷热交换系统水流量太大、浪费大量的水源。

而且，不受水源种类及水源温度限制，外部水源可以为自来水、冷水塔供给的水、水泵供给的河水或湖水、或水泵供给的井水，适用于7℃～35℃的各类水源；精准调节调节水冷热交换系统的水流量来适用冷媒系统的工作压力，提高工作效率、节省能源。

同时，针对现有只采用水冷的空调系统，存在室外变频驱动模块没有风机冷却，无法进行有效散热，容易导致模块烧毁，或采用水冷导致凝露漏电，可靠性普遍不高的问题；该水冷空调系统中的壳体内采用经过板式换热器后的管路来冷却变频驱动散热器，以及变频驱动散热器同时采用风机冷却，同时增加毛细管和单向阀，在板式换热器的下部冷媒进出口与毛细管之间管路上连接有用于平衡高压冷媒的平衡罐，即能够有效进行散热，又能防止出现凝露漏电问题，对驱动模块进行有效散热防止模块过热烧毁，有效提高变频驱动散热模块散热的可靠性。以及高压开关设置于变频压缩机的排气管上，当变频压缩机排气压力超出一定范围时控制变频压缩机的电机断电停机，来保护压缩机的电机。

另外，板式换热器也可以更换为套管换热器或壳管换热器，当然，也可以根据工作工况的需要，变频压缩机替换为定频压缩机，更好的提高该系统的工作效率。

【附图说明】

图1是本实用新型的工作原理图。

【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做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。

一种水冷空调系统，应用于具有室内机的空调器中，该空调器包括至少一组设置于室内用于制冷和制热的室内机，该空调器的水冷空调系统安装于一壳体内，壳体还安装有控制该水冷空调系统工作的电路板，该壳体可以设置于室内或室外任意位置处，不受场所限制，外部水源通过管路可以导入的任何地方均可以设置壳体的安装空间，既可以安装在室内也可以安装在室外，有效解决现有空调安装不便或安装位置受限的问题。而且，该水冷空调系统采用的外部水源为自来水、冷水塔供给的水、水泵供给的河水或湖水、或水泵供给的井水，适用于7℃～35℃的各类水源，精准调节调节水冷热交换系统的水流量来适用冷媒系统的工作压力，提高工作效率、节省能源。

该水冷空调系统，如图1所示，包括水冷热交换系统和冷媒热交换系统，水冷热交换系统包括外部水源1、进水管2、板式换热器3和出水管4，在板式换热器3上侧设置有上部出水口30和上部冷媒进出口31，在板式换热器3下侧设置有下部进水口32和下部冷媒进出口33；在进水管2上还依次串联连接有通过检测水流大小来控制管路通断的水流开关5、和用于稳定进水水源水压的稳压阀6(或稳压管)；在出水管4上还连接有控制水循环流量的比例水阀7。在进水管2的端部还设置有便于与外部水源1连通的进水截止阀8(或管接头)，在出水管4的端部还设置有便于与外部水源1连通的出水截止阀9(或管接头)。

该外部水源1通过进水截止阀8(或管接头)，进水管2及其上的水流开关5、稳压阀6(或稳压管)与板式换热器3下侧的下部进水口32连通，该板式换热器3的上部出水口30通过出水管4、比例水阀7、出水截止阀9(或管接头)将进入的外部水源1循环排出。

继续如图1所示，该冷媒热交换系统包括变频压缩机10、高压开关11、四通阀12、用于平衡高压冷媒的平衡罐13、变频驱动散热器14、三组相互配合的电子膨胀阀15以及液管截止阀16和气管截止阀17、气液分离器18，每组相互配合的电子膨胀阀15、液管截止阀16和气管截止阀17中的液管截止阀16与气管截止阀17之间还分别设有一个进行制冷或制热的室内机19；该高压开关11设置于变频压缩机10的排气管上、且当变频压缩机10排气压力超出一定范围时控制变频压缩机10的电机断电停机，来保护压缩机的电机。

该板式换热器3通过上部冷媒进出口31和下部冷媒进出口33连接于冷媒热交换系统的管路中，板式换热器3的下部冷媒进出口33与变频驱动散热器14之间的管路上还并联连接有一组防止冷媒热交换系统工作时出现凝露漏电的单向阀20和毛细管21，平衡罐13安装于板式换热器3的下部冷媒进出口33与毛细管21之间管路上。

该水冷热交换系统的外部水源1经进水管2后，由下部进水口32进入板式换热器3与板式换热器3内的冷媒进行换热，并由板式换热器3的上部出水口30依次经过出水管4和比例水阀7流出，出水管4上的比例水阀7根据冷媒热交换系统中电子膨胀阀15、液管截止阀16和室内机19工作的组数来精准控制进水管2中的水流量。

如图1所示，在冷媒热交换系统制冷时，从变频压缩机10排出的高温高压过热冷媒气体经过排气管路、高压开关11进入四通阀12的a接口，再由四通阀12的b接口排出，由上部冷媒进出口31进入板式换热器3后冷却为高压中温的过冷冷媒液体(气态冷媒从板式换热器3的上面进，液态冷媒从板式换热器3的下面出)，下部冷媒进出口33排出的过冷冷媒液体，再经过单向阀20，通过管路进入变频驱动散热器14给散热器冷却；其中，采用经过板式换热器34后的管路来冷却变频驱动散热器14模块，保证了变频驱动散热的可靠性；然后，再依次进入每组电子膨胀阀15和液管截止阀16对应的室内机19，蒸发吸热后经过该室内机19对应的一组气管截止阀17，再通过管路由四通阀12的d接口进入、四通阀12的c接口排出，通过管路由气液分离器18分离后回到变频压缩机10；其中，电子膨胀阀15和液管截止阀16及其对应的室内机19可以是一个也可以是多个，该实施例中是三组，多少组的电子膨胀阀15和液管截止阀16就可以连接多少台室内机19。

在冷媒热交换系统制热时，从变频压缩机10排出的高温高压的过热气体，经过排气管路、高压开关11后由四通阀12的a接口进入、四通阀12的d接口排出，再经过至少一组气管截止阀17，分别进入每组气管截止阀17对应的室内机19，将热量散发到室内后变为高压中温的过冷液体，再经过每组液管截止阀16分别进入该水冷空调系统的壳体内，通过该水冷空调系统的壳体内的电子膨胀阀15节流后的管路经过变频驱动散热器14给散热器冷却，再经过毛细管21二次节流，之后从板式换热器3的下部冷媒进出口33进入进行蒸发吸热，蒸发后的气态冷媒从板式换热器3的上部冷媒进出口31出来，由四通阀12的b接口进入、四通阀12的c接口排出，再经过气液分离器18回到变频压缩机10。

采用水冷和风冷双模式的控制方式，采用稳定进水水源水压的稳压阀67和控制水循环流量的比例水阀7相结合的方式，根据室内机19工作的组数，精准调节水冷热交换系统的水流量，以适应冷媒热交换系统的容量需求，防止冷媒热交换系统的压力超标；当然，当室内机19的工作组数减少时，比例水阀7对应的调小进水管2的流量，防止水冷热交换系统水流量太大、浪费大量的水源。该系统中该水冷空调系统的壳体内采用经过板式换热器34后的管路来冷却变频驱动散热器14，以及变频驱动散热器14同时采用风机冷却，同时增加毛细管21和单向阀20，即能够有效进行散热，又能防止出现凝露漏电问题，有效提高变频驱动散热模块散热的可靠性。

另外，板式换热器3也可以更换为套管换热器或壳管换热器，当然，也可以根据工作工况的需要，变频压缩机10替换为定频压缩机，更好的提高该系统的工作效率。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

以上所述实施例只是为本实用新型的较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，凡依本实用新型之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种水冷空调系统，包括水冷热交换系统和冷媒热交换系统，其特征在于：

所述水冷热交换系统包括外部水源、进水管、板式换热器和出水管，所述板式换热器上侧设置有上部出水口和上部冷媒进出口，所述板式换热器下侧设置有下部进水口和下部冷媒进出口；

所述外部水源通过所述进水管与所述板式换热器下侧的下部进水口连通，所述板式换热器的上部出水口通过出水管将进入的外部水源循环排出；

所述进水管上连接有通过检测水流通断的水流开关；

所述出水管上还连接有控制水循环流量的比例水阀；

所述冷媒热交换系统包括变频压缩机、高压开关、四通阀、变频驱动散热器、至少一组相互配合的电子膨胀阀以及液管截止阀和气管截止阀、气液分离器，每组相互配合的电子膨胀阀、液管截止阀和气管截止阀中的液管截止阀与气管截止阀之间还分别设有一个进行制冷或制热的室内机；

所述高压开关设置于所述变频压缩机的排气管上、且当所述变频压缩机排气压力超出一定范围时控制所述变频压缩机的电机断电停机；

所述板式换热器通过上部冷媒进出口和下部冷媒进出口连接于所述冷媒热交换系统的管路中，板式换热器的下部冷媒进出口与变频驱动散热器之间的管路上还并联连接有一组防止冷媒热交换系统工作时出现凝露漏电的单向阀和毛细管；

所述水冷热交换系统的外部水源经进水管后，由下部进水口进入板式换热器与板式换热器内的冷媒进行换热，并由板式换热器的上部出水口依次经过出水管和比例水阀流出，出水管上的比例水阀根据换热量需求来精准控制进水管中的水流量；

所述冷媒热交换系统制冷时，从变频压缩机排出的高温高压过热冷媒气体经过排气管路、高压开关进入四通阀的a接口，再由四通阀的b接口排出，由上部冷媒进出口进入板式换热器后冷却为高压中温的过冷冷媒液体，下部冷媒进出口排出的过冷冷媒液体，通过管路及单向阀后进入变频驱动散热器给散热器冷却，再依次进入每组电子膨胀阀和液管截止阀对应的室内机，蒸发吸热后经过该室内机对应的一组气管截止阀，再通过管路由四通阀的d接口进入、四通阀的c接口排出，通过管路由气液分离器分离后回到变频压缩机；

所述冷媒热交换系统制热时，从变频压缩机排出的高温高压的过热气体，经过排气管路、高压开关后由四通阀的a接口进入、四通阀的d接口排出，再经过至少一组气管截止阀，分别进入每组气管截止阀对应的室内机，将热量散发到室内后变为高压中温的过冷液体，再经过每组液管截止阀分别进入该水冷空调系统的壳体内，通过该水冷空调系统壳体内的电子膨胀阀节流后的管路经过变频驱动散热器给散热器冷却，再经过毛细管二次节流，之后从板式换热器的下部冷媒进出口进入进行蒸发吸热，蒸发后的气态冷媒从板式换热器的上部冷媒进出口出来，由四通阀的b接口进入、四通阀的c接口排出，再经过气液分离器回到变频压缩机。

2.根据权利要求1所述的一种水冷空调系统，其特征在于：所述进水管上的水流开关后侧还串联连接有用于稳定进水水源水压的稳压阀或稳压管。

3.根据权利要求1所述的一种水冷空调系统，其特征在于：所述变频压缩机还可采用定频压缩机替换。

4.根据权利要求1所述的一种水冷空调系统，其特征在于：所述板式换热器还采用套管换热器或壳管换热器替换。

5.根据权利要求1所述的一种水冷空调系统，其特征在于：所述板式换热器的下部冷媒进出口与毛细管之间管路上还连接有用于平衡高压冷媒的平衡罐。

6.根据权利要求1所述的一种水冷空调系统，其特征在于：所述进水管的端部还设置有便于与外部水源连通的进水截止阀或管接头。

7.根据权利要求1所述的一种水冷空调系统，其特征在于：所述出水管的端部还设置有便于与外部水源连通的出水截止阀或管接头。

8.根据权利要求1所述的一种水冷空调系统，其特征在于：所述变频驱动散热器还可以给其他发热元器件散热。

9.一种空调器，包括至少一组设置于室内用于制冷或\和制热的室内机，其特征在于：该空调器采用权利要求1至8任意一项权利要求所述的一种水冷空调系统，该水冷空调系统安装于一壳体内，壳体还安装有控制该水冷空调系统工作的电路板，所述壳体设置于室内或室外任意位置处。

10.根据权利要求9所述的一种空调器，其特征在于：所述水冷空调系统采用的外部水源为自来水、冷水塔供给的水、水泵供给的河水或湖水、或水泵供给的井水。

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