CN217952737U - 一种恒温冷水机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种恒温冷水机组，涉及冷水机组领域，包括制冷剂循环系统、水冷辅助调节系统、补热支路调节系统和控制器，水冷辅助调节系统和补热支路调节系统分别和控制器相连，其中，制冷剂循环系统包括首尾依次相连的压缩机、风冷换热器、储液罐、膨胀阀和蒸发换热器；水冷辅助调节系统包括水箱、水泵、调节水冷换热器和温度传感器，温度传感器安装在水箱的出水口处；补热支路调节系统包括补热电磁阀，一端连接在压缩机和风冷换热器之间，另一端连接到储液罐，控制内部制冷量；控制器采集温度传感器的温度值，控制制冷量和换热量，使水箱出口温度达到动态平衡状态。本实用新型使用机组自身调节水箱内温度的变化，耗电功率小，调节更精准。

Description

一种恒温冷水机组

技术领域

本实用新型涉及冷水机组领域，尤其涉及一种恒温冷水机组。

背景技术

恒温冷水机组运行时，由于被冷却对象的不同，受冷却对象及环境温度变化影响，当制冷量大于用冷量时，被冷却对象温度的波动持续低温等影响恒温冷水机组的应用效果。现有恒温冷水机组为了保证冷冻水温度的恒定，采用单制冷加辅助电加热的方式，当恒温冷水机组水箱内的水温低于设定值下限时，辅助电加热启动，辅助电加热抵消部分制冷量，使恒温冷水机组水箱内的水温恒定在设定值，单一电加热的热量一部分散发到环境中，使能耗大大增加，另外，普通电加热器加热不均匀，电热器的使用寿命有限，存在一定的安全隐患、同时现有设备通过时间模式控制温度、反复开启关闭设备及压缩机影响设备寿命。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种恒温冷水机组。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是现有冷水机组能耗稿，加热器加热不均匀、设备持续开启关闭影响设备寿命的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种恒温冷水机组，包括制冷剂循环系统、水冷辅助调节系统、补热支路调节系统和控制器，所述水冷辅助调节系统和所述补热支路调节系统分别和所述控制器相连，其中，

所述制冷剂循环系统，包括首尾依次相连的压缩机、风冷换热器、储液罐、干燥过滤器、膨胀阀和蒸发换热器；

所述水冷辅助调节系统，包括水箱、水泵、调节水冷换热器、温度传感器、控制阀和第二单向阀，所述温度传感器安装在所述水箱的出水口处，所述温度传感器用于监测所述水箱出口的水温；所述水箱内的水通过所述水泵后到达所述调节水冷换热器，吸收热量后返回所述水箱，增加所述水箱中水的热量；

所述补热支路调节系统，包括补热电磁阀，所述补热支路调节系统的一端连接在所述压缩机和所述风冷换热器之间，另一端连接到所述储液罐；所述补热支路调节系统通过所述控制器控制所述补热电磁阀的开度，来控制内部的制冷量；

所述控制器，采集所述温度传感器的温度值，控制所述制冷剂循环系统的制冷量和所述水冷辅助调节系统及所述补热支路调节系统补充的换热量，使所述水箱出口温度达到动态的平衡状态，实现精确控制。

进一步地，所述水冷辅助调节系统还包括旁通电磁阀和第一单向阀，所述旁通电磁阀一端和所述调节水冷换热器连接，另一端串接在所述压缩机和所述风冷换热器之间，所述第一单向阀一端和所述调节水冷换热器连接，另一端串接在所述风冷换热器和所述储液罐之间。

进一步地，所述控制器对采集的温度进行算法控制，根据设定的温度控制阈值，控制所述旁通电磁阀和所述补热电磁阀的开启或关闭，实现所述水箱出口温度的动态控制，具体控制方式包括：

当检测到所述水箱出口温度低于所述温度控制阈值时，通过控制所述旁通电磁阀的开度来控制所述水冷辅助调节系统的换热量，以及通过控制所述补热电磁阀的开度来控制补热量，从源头上降低制冷量；

当检测到所述水箱出口温度高于所述温度控制阈值时，关闭或减小所述旁通电磁阀的开度减少所述水冷辅助调节系统的换热量，以及关闭或减小所述补热电磁阀的开度增加制冷量。

进一步地，所述控制器对采集的温度进行的所述算法控制，包括对所述温度进行比例、积分、微分算法控制中的至少一种，并支持设置所述温度控制阈值。

进一步地，所述控制器采用PID控制器。

进一步地，所述旁通电磁阀为开度可调节的电磁阀。

进一步地，所述恒温冷水机组中的所述控制器控制所述水泵和所述控制阀的开启和关闭，当所述旁通电磁阀开启时，所述水泵和所述控制阀也将同时开启。

进一步地，所述蒸发换热器内嵌于所述水箱内，所述蒸发换热器工作时吸收所述水箱内的水的热量。

进一步地，所述调节水冷换热器采用小型管式或板式换热器，实现制冷剂与水路的换热。

进一步地，所述补热电磁阀为开度可调节的电磁阀。

在本实用新型的较佳实施方式中，相对于现有技术，本实用新型具有如下技术效果：

1、本实用新型的冷水机组采用风冷换热器，并增加小型调节水路换热器旁路，储液罐制冷剂补热支路，利用水路换热器进行精准可靠的调节水箱内温度的变化；

2、本实用新型利用制冷剂补热支路增加或减少制冷量，通过内部制冷及水路换热的平衡来平衡温度，本实用新型的恒温冷水机组使用机组自身调节，具有耗电功率小，调节更精准的优点。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本实用新型的一个较佳实施例的恒温冷水机组系统组成示意图；

图2是本实用新型的一个较佳实施例的恒温冷水机组正常内部制冷走向示意图；

图3是本实用新型的一个较佳实施例的恒温冷水机组带调节水路换热器和储液罐补热支路的内部制冷走向示意图；

图4是本实用新型的一个较佳实施例的恒温冷水机组水路循环调节走向示意图；

其中：1-压缩机、2-旁通电磁阀、3-调节水冷换热器、4-第一单向阀、5-风冷换热器、6-储液罐、7-干燥过滤器、8-膨胀阀、9-蒸发换热器、10-温度传感器、11-水箱、12-第二单向阀、13-水泵、14-控制阀、15-补热电磁阀、16-控制器。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本实用新型的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本实用新型可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本实用新型的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本实用新型并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

如图1所示，本实用新型实施例提供的一种恒温冷水机组，包括制冷剂循环系统、水冷辅助调节系统、补热支路调节系统和控制器，水冷辅助调节系统和补热支路调节系统分别和控制器相连，其中，

制冷剂循环系统，包括首尾依次相连的压缩机1、风冷换热器5、储液罐6、膨胀阀8和蒸发换热器9，蒸发换热器9内嵌于水箱11内；恒温冷水机组还包括干燥过滤器7，干燥过滤器7安装在储液罐6和膨胀阀8之间，实现去除管路中的杂质和水汽。制冷剂经过压缩机1后形成高温高压气态制冷剂，经风冷换热器5散热后，冷凝为低温高压液态制冷剂，低温高压液态制冷剂经膨胀阀8节流后，形成低温低压制冷剂液体，该低温低压制冷液体经蒸发换热器9吸热而蒸发形成气态制冷剂，气态制冷剂再进入压缩机1，从而形成一个制冷循环。

水冷辅助调节系统，包括水箱11、第二单向阀12、水泵13、调节水冷换热器3、控制阀14、旁通电磁阀2、第一单向阀4和温度传感器10，温度传感器10安装在水箱11的出水口处，用于监测水箱11中的水温，旁通电磁阀2为开度可调节的电磁阀。水箱11、第二单向阀12、水泵13、调节水冷换热器3和控制阀14依次连接，形成水循环回路，水箱11内的水通过第二单向阀12、水泵13后到达调节水冷换热器3，吸收热量后经过控制阀14返回水箱11，增加水箱11中水的热量。旁通电磁阀2、调节水冷换热器3、第一单向阀4和储液罐6形成补热旁路，制冷剂经过压缩机1后形成高温高压气态制冷剂，通过旁通电磁阀2、调节水冷换热器3和第一单向阀4，流入储液罐6，为水路增加换热量，进而调节水箱11中的水温。控制器16控制水泵13和控制阀14的开启和关闭，当旁通电磁阀2开启时，水泵13和控制阀14也将同时开启。

在本实用新型的优选实施例中，调节水冷换热器3采用小型管式或板式换热器，实现制冷剂与水路的换热。

补热支路调节系统，包括补热电磁阀15，补热电磁阀15为开度可调节的电磁阀，该补热支路调节系统的一端连接在压缩机1和风冷换热器5之间，另一端连接到储液罐6，通过开启或关闭补热电磁阀15，调整补热支路调节系统中的热量，从而调整内部的制冷量。具体的，当检测到水箱11的温度下降时，打开补热电磁阀15，将经过压缩机1后形成高温高压气态制冷剂，流入这条补热支路，将高温高压的气态制冷剂直接流入到储液罐6中，从而降低内部的制冷量，提升水箱11的温度。

控制器16，和温度传感器10、旁通电磁阀2和补热电磁阀15相连，可以采集温度传感器10的温度值，根据需要来控制旁通电磁阀2和补热电磁阀15的开启和关闭，从实现控制制冷剂循环系统的制冷量和水冷辅助调节系统及所述补热支路调节系统补充的换热量，使水箱11出口温度达到动态的平衡状态，实现精确控制。

本实用新型实施例提供的一种恒温冷水机组，在控制器16采用PID控制器，通过实时采集水箱11出口处设置的温度传感器10，实时检测出口温度，对温度进行比例、积分、微分算法控制，根据设定温度控制阈值，对水箱11出口温度实现精确控制，达到动态的平衡状态。具体的控制方法如下：

(1)当检测到水箱11的出口温度低于温度控制阈值时，打开水冷辅助调节系统中的旁通电磁阀2，打开内部循环水泵13，开启控制阀14，通过控制旁通电磁阀2的开度，来控制水冷辅助调节系统中调节水冷换热器3的换热量，并根据需要打开补热电磁阀15，通过控制补热电磁阀15的开度控制补热量，从而从源头上降低制冷量，保证水箱11出口温度在温度控制阈值范围内。

(2)当检测到水箱11出口温度高于温度控制阈值时，关闭或减小旁通电磁阀2的开度，从而减少水冷辅助调节系统中的换热量，并根据需要关闭或减小补热电磁阀15的开度，增加制冷量，保证水箱11出口温度在温度控制阈值范围内。

本实用新型的恒温冷水机组通过采用风冷换热器5，并增加小型调节水路换热器旁路和储液罐制冷剂补热支路，一方面利用水路换热器进行精准可靠的调节水箱内温度的变化，另一方面利用制冷剂补热支路增加或减少制冷量，通过内部制冷及水路换热的平衡来平衡水箱内的温度，本实用新型的恒温冷水机组使用机组自身调节，具有耗电功率小，调节更精准的有益效果。

如图2所示，本实用新型的一个较佳实施例的恒温冷水机组正常内部制冷走向示意图，其中，

制冷剂经过压缩机1压缩后，形成高温高压气态制冷剂，高温高压气态制冷剂经过风冷散热器5的散热后冷凝为低温高压液态制冷剂，低温高压液态制冷剂流入储液罐6和干燥过滤器7，经过干燥过滤器7去除其中的杂质和水分，低温高压液态制冷剂流入膨胀阀8，节流后形成低温低压制冷剂液体，低温低压制冷剂液体经过蒸发换热器9的吸热而蒸发形成气态制冷剂，气态制冷剂再流回压缩机1，形成恒温冷水机组正常内部制冷循环。在本次的正常内部制冷循环过程中，通过内嵌与水箱11中的蒸发换热器9的吸热，从而调节水箱11中的水的温度。

如图3所示，本实用新型的一个较佳实施例的恒温冷水机组带调节水路换热器和储液罐补热支路的内部制冷走向示意图，包括如图2所示的恒温冷水机组正常内部制冷循环和带调节水路换热器3和补热支路调节系统的补热流程，其中，

一方面，制冷剂经过压缩机1压缩后，形成高温高压气态制冷剂，高温高压气态制冷剂流入风冷散热器5，经过风冷散热器5的散热后冷凝为低温高压液态制冷剂，低温高压液态制冷剂流入储液罐6；

另一方面，在控制器16根据水箱11的出口温度和设定的温度控制阈值的关系，控制器16开启旁通电磁阀2，制冷剂经过压缩机1压缩后形成的高温高压气态制冷剂，将流入旁通电磁阀2，经过调节水冷换热器3的换热，再经过第一单向阀4流入储液罐6；或者控制器16开启补热电磁阀15，制冷剂经过压缩机1压缩后形成的高温高压气态制冷剂，将经过补热电磁阀15流入储液罐6，从而降低内部的制冷量。

在储液罐6汇合后的低温高压液态制冷剂流入干燥过滤器7，经过干燥过滤器7去除其中的杂质和水分，低温高压液态制冷剂流入膨胀阀8，节流后形成低温低压制冷剂液体，低温低压制冷剂液体经过蒸发换热器9的吸热而蒸发形成气态制冷剂，气态制冷剂再流回压缩机1。

本实用新型实施例提供的恒温冷水机组，通过正常内部制冷循环和带调节水路换热器和储液罐补热支路，可以根据水箱11温度和设置的温度控制阈值的偏差，来自动进行调节，通过精准控制，可以保证恒温冷水机组的温度在设置的温度控制阈值范围内。

如图4所示，本实用新型的一个较佳实施例的恒温冷水机组水路循环调节走向示意图，其中，

外部的水流入水箱11，经过第二单向阀12和水泵13的作用下，流入到调节水冷换热器3进行换热，换热的热水经过开关阀14再流回水箱11。水箱11包括出水口和入水口。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种恒温冷水机组，其特征在于，包括制冷剂循环系统、水冷辅助调节系统、补热支路调节系统和控制器，所述水冷辅助调节系统和所述补热支路调节系统分别和所述控制器相连，其中，

所述制冷剂循环系统，包括首尾依次相连的压缩机、风冷换热器、储液罐、干燥过滤器、膨胀阀和蒸发换热器；

所述水冷辅助调节系统，包括水箱、水泵、调节水冷换热器、温度传感器、控制阀和第二单向阀，所述温度传感器安装在所述水箱的出水口处，所述温度传感器用于监测所述水箱出口的水温；所述水箱内的水通过所述水泵后到达所述调节水冷换热器，吸收热量后返回所述水箱，增加所述水箱中水的热量；

所述补热支路调节系统，包括补热电磁阀，所述补热支路调节系统的一端连接在所述压缩机和所述风冷换热器之间，另一端连接到所述储液罐；所述补热支路调节系统通过所述控制器控制所述补热电磁阀的开度，来控制内部的制冷量；

所述控制器，采集所述温度传感器的温度值，控制所述制冷剂循环系统的制冷量和所述水冷辅助调节系统及所述补热支路调节系统补充的换热量，使所述水箱出口温度达到动态的平衡状态，实现精确控制。

2.如权利要求1所述的恒温冷水机组，其特征在于，所述水冷辅助调节系统还包括旁通电磁阀和第一单向阀，所述旁通电磁阀一端和所述调节水冷换热器连接，另一端串接在所述压缩机和所述风冷换热器之间，所述第一单向阀一端和所述调节水冷换热器连接，另一端串接在所述风冷换热器和所述储液罐之间。

3.如权利要求2所述的恒温冷水机组，其特征在于，所述控制器对采集的温度进行算法控制，根据设定的温度控制阈值，控制所述旁通电磁阀和所述补热电磁阀的开启或关闭，实现所述水箱出口温度的动态控制，具体控制方式包括：

当检测到所述水箱出口温度低于所述温度控制阈值时，通过控制所述旁通电磁阀的开度来控制所述水冷辅助调节系统的换热量，以及通过控制所述补热电磁阀的开度来控制补热量，从源头上降低制冷量；

当检测到所述水箱出口温度高于所述温度控制阈值时，关闭或减小所述旁通电磁阀的开度减少所述水冷辅助调节系统的换热量，以及关闭或减小所述补热电磁阀的开度增加制冷量。

4.如权利要求3所述的恒温冷水机组，其特征在于，所述控制器对采集的温度进行的所述算法控制，包括对所述温度进行比例、积分、微分算法控制中的至少一种，并支持设置所述温度控制阈值。

5.如权利要求4所述的恒温冷水机组，其特征在于，所述控制器采用PID控制器。

6.如权利要求2所述的恒温冷水机组，其特征在于，所述旁通电磁阀为开度可调节的电磁阀。

7.如权利要求2所述的恒温冷水机组，其特征在于，所述恒温冷水机组中的所述控制器控制所述水泵和所述控制阀的开启和关闭，当所述旁通电磁阀开启时，所述水泵和所述控制阀也将同时开启。

8.如权利要求1所述的恒温冷水机组，其特征在于，所述蒸发换热器内嵌于所述水箱内，所述蒸发换热器工作时吸收所述水箱内的水的热量。

9.如权利要求1所述的恒温冷水机组，其特征在于，所述调节水冷换热器采用小型管式或板式换热器，实现制冷剂与水路的换热。

10.如权利要求1所述的恒温冷水机组，其特征在于，所述补热电磁阀为开度可调节的电磁阀。

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