CN223064180U - 一种集成制冷和制热的换热装置及液冷机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种集成制冷和制热的换热装置及液冷机组，其中，换热装置包括：壳体，壳体内设置有进水通道、变温通道和出水通道，冷却液从进水通道流入，并从进水通道流向变温通道后从出水通道流出；加热单元，加热单元设置在进水通道内；变温单元，变温单元设置在变温通道内；其中，当加热单元和/或变温单元加热时，冷却液被制热；当加热单元不加热，且变温单元制冷时，冷却液被制冷。通过加热单元或变温单元对冷却液实现加热，并通过变温单元对冷却液实现制冷，从而使得换热装置既可以实现加热功能，又可以实现制冷功能，并且将加热单元和变温单元集成在壳体内，进一步实现了将零部件集中排布以减少换热装置的占地空间的效果。

Description

一种集成制冷和制热的换热装置及液冷机组

技术领域

本实用新型涉及空调器技术领域，具体涉及一种集成制冷和制热的换热装置及液冷机组。

背景技术

随着储能行业的快速发展，液冷机组被广泛的使用在储能系统中。液冷机组的基本原理是通过氟系统工作产生低温制冷剂，再通过换热器和电加热连接水系统，对循环的冷却液进行换热，从而达到给负载降温/加热的目的。

然而，现有的液冷机组存在零件较多，各部件分散安装，布置不够合理，占地空间较大，冷却液循环时冷量散失多，热量也难以及时排出，进而导致换热效果差的问题。

实用新型内容

本实用新型解决的是现有的液冷机组存在占地空间较大的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供一种集成制冷和制热的换热装置，包括：

壳体，所述壳体内设置有进水通道、变温通道和出水通道，冷却液从所述进水通道流入，并从所述进水通道流向所述变温通道后从所述出水通道流出；

加热单元，所述加热单元设置在所述进水通道内；

变温单元，所述变温单元设置在所述变温通道内；

其中，当所述加热单元和/或所述变温单元加热时，所述冷却液被制热；当所述加热单元不加热，且所述变温单元制冷时，所述冷却液被制冷。

通过加热单元或变温单元对冷却液实现加热，通过变温单元对冷却液实现制冷，从而使得换热装置既可以实现加热功能，又可以实现制冷功能，并且通过将加热单元和变温单元分别安装在壳体的进水通道和变温通道内，将加热单元和变温单元集成在壳体内，实现了将零部件集中排布以减少换热装置的占地空间的效果，也可达到及时传导热量、提高换热能力的效果，进而提高了换热装置的稳定性，并且减少了管路和接头数量，降低了泄漏风险。

可选的，所述变温单元包括与所述变温通道连接的第一进口和第一出口，所述第一进口设置在靠近所述出水通道的一端，所述第一出口设置在靠近所述进水通道的一端；

其中，当所述第一进口至所述第一出口中的制冷剂进行制热循环时，所述变温单元对所述冷却液加热；

当所述第一进口至所述第一出口中的制冷剂进行制冷循环时，所述变温单元对所述冷却液制冷。

通过控制变温单元中的制冷剂进行制热循环或者制冷循环以实现变温单元的制冷和加热的功能，该方法简单方便，便于操作，并且也不需要单独设置制冷模块和加热模块，使得换热装置结构简单，减少了零器件的数量，减小了换热装置的占地空间，另外，由于变温单元具有功能复用性，使得整个换热装置的连接关系简单，便于实现对换热装置的维护和检修。

可选的，所述变温通道包括与所述进水通道连接的第一连接口和与所述出水通道连接的第二连接口，所述第一连接口和所述第二连接口相对设置在所述变温通道的两端，所述第一进口和所述第一出口设置在所述变温通道的同一侧，且所述第一连接口靠近所述第一进口设置，所述第二连接口远离所述第一出口设置。

通过将第一连接口、第二连接口、第一出口和第一进口按照上述方式设置，可以使从第一进口至第一出口的制冷剂与变温通道中的冷却液充分接触，实现充分换热，达到及时传导热量、提高换热能力的效果。

可选的，所述变温单元还包括多个用于导流的流道管，所述多个流道管设置在所述变温通道内，且每个所述流道管的长度大于所述第一进口和所述第一出口之间的距离。

通过设置多个流道管可以对变温通道内的冷却液进行导流和泄压，还可以增加冷却液在变温通道内停留的时间，增加冷却液的换热时间，提高换热能力。

可选的，所述加热单元包括多个加热管道和加热部，所述加热部与所述多个加热管道连接，当所述加热单元设置在所述进水通道内时，所述多个加热管道设置在所述进水通道内，所述加热部设置在所述进水通道的外壁上，所述加热部用于对所述多个加热管道加热以对所述冷却液加热。

通过将多个加热管设置在进水通道内可以与冷却液充分接触，进而提高换热效率。

可选的，所述多个加热管道和所述加热部一体成型设置，且可拆卸地安装在所述进水通道上。

通过将多个加热管道和加热部可拆卸的安装在进水通道上，可以方便对多个加热管道和加热部进行更换和维修。

可选的，所述进水通道和所述出水通道沿着所述壳体的宽度方向设置，所述变温通道沿着所述壳体的长度方向设置，所述进水通道的进水口与所述出水通道的出水口位于同一侧。

通过上述设置可以使换热装置的结构更加紧凑，减小占用空间。

可选的，所述换热装置还包括补水口和排水口，所述补水口与所述进水通道连接，所述排水口与所述出水通道连接。

通过将排水口和补水口也集成到换热装置上，便于生产和安装维修。

可选的，所述换热装置还设置有用于连接温度传感器的第一接口和连接水压传感器的第二接口，所述第一接口和所述第二接口均与所述出水通道连接。

本申请实施例还提供一种液冷机组，所述液冷机组包括：

换热装置，上述任一项所述的换热装置；

水系统，所述水系统与所述换热装置中的进水通道连接；

变温系统，所述变温系统与所述换热装置中的变温通道连接。

附图说明

图1为本申请实施例提供的集成制冷和制热的换热装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的液冷机组的结构示意图；

图3为图2所示的液冷机组的原理示意图。

附图标记说明：

100、换热装置；10、壳体；20、加热单元；30、变温单元；40、补水口；50、排水口；60、第一接口；70、第二接口；

11、进水通道；12、变温通道；13、出水通道；

21、加热管道；22、加热部；

31、第一进口；32、第一出口；33、流道管；

121、第一连接口；122、第二连接口；

1、液冷机组；200、水系统；300、变温系统；400、进水口；500、出水口；210、循环水泵。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面将对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的集成制冷和制热的换热装置的结构示意图。本申请实施例提供了一种集成制冷和制热的换热装置100，该换热装置100包括壳体10、加热单元20和变温单元30，壳体10内设置有进水通道11、变温通道12和出水通道13，冷却液从进水通道11流入，并从进水通道11流向变温通道12后从出水通道13流出，加热单元20设置在进水通道11内，变温单元30设置在变温通道12内。其中，当加热单元20和/或变温单元30加热时，冷却液被制热；当加热单元20不加热，且变温单元30制冷时，冷却液被制冷。本申请实施例通过加热单元20或变温单元30对冷却液实现加热，通过变温单元30对冷却液实现制冷，从而使得换热装置100既可以实现加热功能，又可以实现制冷功能，并且通过将加热单元20和变温单元30分别安装在壳体10的进水通道11和变温通道12内，将加热单元20和变温单元30集成在壳体10内，实现了将零部件集中排布以减少换热装置100的占地空间的效果，也可达到及时传导热量、提高换热能力的效果，进而提高了换热装置100的稳定性，并且减少了管路和接头数量，降低了泄漏风险。

变温单元30包括与变温通道12连接的第一进口31和第一出口32，第一进口31设置在靠近出水通道13的一端，第一出口32设置在靠近进水通道11的一端；其中，当第一进口31至第一出口32中的制冷剂进行制热循环时，变温单元30对冷却液加热；当第一进口31至第一出口32中的制冷剂进行制冷循环时，变温单元30对冷却液制冷。通过控制变温单元30中的制冷剂进行制热循环或者制冷循环以实现变温单元30的制冷和加热的功能，该方法简单方便，便于操作，并且也不需要单独设置制冷模块和加热模块，使得换热装置100结构简单，减少了零器件的数量，减小了换热装置100的占地空间，另外，由于变温单元30具有功能复用性，使得整个换热装置100的连接关系简单，进而便于实现对换热装置100的维护和检修。

需要说明的是，变温单元30开启制热模式或制冷模式需要根据实际情况进行设置，例如，当需要对冷却液进行制冷时，加热单元20停止工作，变温单元30开启制冷模式。当需要对冷却液进行制热时，加热单元20开启工作，而变温单元30需要根据冷却液的当前温度、目标温度、加热时长等因素确定是否开启制热，示例性的，若根据当前温度、目标温度和加热时长确定加热单元20就可满足制热需求，则变温单元30停止工作。若根据当前温度、目标温度和加热时长确定加热单元20无法满足制热需求，则变温单元30开启制热模式，以此根据实际需要对变温单元30进行控制，达到了性能精确匹配的效果，并且既可以避免能耗浪费的情况，又可以提高制热效率。

其中，变温单元30与外部系统连接，该外部系统包括氟系统和热泵，且该外部系统根据需求对制冷剂进行制冷循环和制热循环。

可以理解的是，第一进口31和第一出口32可以设置在变温通道12的同一侧，也可以设置在变温通道12的两侧，具体的设置位置可以根据实际情况进行设置，在此不作具体的限定。另外，本申请以第一进口31和第一出口32设置在变温通道12的同一侧为例进行距离，而不应理解为对第一进口31和第一出口32的限定。

变温通道12包括与进水通道11连接的第一连接口121和与出水通道13连接的第二连接口122，第一连接口121和第二连接口122相对设置在变温通道12的两端，第一进口31和第一出口32设置在变温通道12的同一侧，且第一连接口121靠近第一进口31设置，第二连接口122远离第一出口32设置。通过将第一连接口121、第二连接口122、第一出口32和第一进口31按照上述方式设置，可以使从第一进口31至第一出口32的制冷剂与变温通道12中的冷却液充分接触，实现充分换热，达到及时传导热量、提高换热能力的效果。

变温单元30还包括多个用于导流的流道管33，多个流道管33设置在变温通道12内，且每个流道管33的长度大于第一进口31和第一出口32之间的距离。通过设置多个流道管33可以对变温通道12内的冷却液进行导流和泄压，还可以增加冷却液在变温通道12内停留的时间，增加冷却液的换热时间。另外，通过设置每个流道管33的长度大于第一进口31和第一出口32之间的距离，可以提高从第一进口31至第一出口32的制冷剂与变温通道12中的冷却液的接触几率，进而提高换热效率。

需要说明的是，变温单元30中的流道设计并不局限于上述流道管33，任何可实现两种流动介质换热的结构均可。

加热单元20包括多个加热管道21和加热部22，加热部22与多个加热管道21连接，当加热单元20设置在进水通道11内时，多个加热管道21设置在进水通道11内，加热部22设置在进水通道11的外壁上，加热部22用于对多个加热管道21加热以对冷却液加热。通过将多个加热管设置在进水通道11内可以与冷却液充分接触，进而提高换热效率。

在一些实施例中，多个加热管道21和加热部22一体成型设置，且多个加热管道21和加热部22可拆卸地安装在进水通道11上，通过可拆卸的安装在进水通道11上，可以方便对多个加热管道21和加热部22进行更换和维修。

需要说明的是，加热单元20还可以是通过流道的调整集成安装PTC或其他类型的电加热，在此不做具体的限制。

进水通道11和出水通道13沿着壳体10的宽度方向设置，变温通道12沿着壳体10的长度方向设置，进水通道11的进水口400与出水通道13的出水口500位于同一侧，以此设置可以使结构更加紧凑，减小占用空间。

换热装置100还包括补水口40和排水口50，补水口40与进水通道11连接，排水口50与出水通道13连接，通过将排水口50和补水口40也集成到换热装置100上，便于生产和安装维修。

换热装置100还设置有用于连接温度传感器的第一接口60和连接水压传感器的第二接口70，第一接口60和第二接口70均与出水通道13连接。通过与温度传感器连接，可以实时测量冷却液的温度，进而可以通过温度判断是否需要对冷却液循环换热，也就是说，当冷却液的当前温度未满足条件时，则控制出水通道13出来的冷却液再次进入进水通道11以此循环换热，直至温度传感器测量的温度满足条件时才停止循环。

请继续参阅图2和图3，图2为本申请实施例提供的液冷机组的结构示意图，图3为图2所示的液冷机组的原理示意图，本申请实施例还提供一种液冷机组1，液冷机组1包括上述任一实施例中的换热装置100，换热装置100的具体内容可见上述，在此不再赘述，液冷机组1还包括水系统200和变温系统300，其中，水系统200与换热装置100中的进水通道11连接，变温系统300与换热装置100中的变温通道12连接。

其中，根据图3所示的原理图可知，液冷机组1通过将水系统200中的冷却液和变温系统300中的制冷剂均放入换热装置100中，并在换热装置100中对冷却液和制冷剂进行换热，以实现对冷却液制冷或制热的效果。

在一些实施例中，水系统200中还包括循环水泵210，循环水泵210与进水通道11连接。

在一些实施例中，液冷机组1还包括进水口400和出水口500，进水口400与循环水泵210连接，出水口500与出水通道13连接。

在一些实施例中，液冷机组1还包括与第一接口60连接的温度传感器、与第二接口70连接的水压传感器、补水、排气等辅助零部件。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种集成制冷和制热的换热装置（100），其特征在于，包括：

壳体（10），所述壳体（10）内设置有进水通道（11）、变温通道（12）和出水通道（13），冷却液从所述进水通道（11）流入，并从所述进水通道（11）流向所述变温通道（12）后从所述出水通道（13）流出；

加热单元（20），所述加热单元（20）设置在所述进水通道（11）内；

变温单元（30），所述变温单元（30）设置在所述变温通道（12）内；

其中，当所述加热单元（20）和/或所述变温单元（30）加热时，所述冷却液被制热；当所述加热单元（20）不加热，且所述变温单元（30）制冷时，所述冷却液被制冷。

2.根据权利要求1所述的换热装置（100），其特征在于，所述变温单元（30）包括与所述变温通道（12）连接的第一进口（31）和第一出口（32），所述第一进口（31）设置在靠近所述出水通道（13）的一端，所述第一出口（32）设置在靠近所述进水通道（11）的一端；

其中，当所述第一进口（31）至所述第一出口（32）中的制冷剂进行制热循环时，所述变温单元（30）对所述冷却液加热；

当所述第一进口（31）至所述第一出口（32）中的制冷剂进行制冷循环时，所述变温单元（30）对所述冷却液制冷。

3.根据权利要求2所述的换热装置（100），其特征在于，所述变温通道（12）包括与所述进水通道（11）连接的第一连接口（121）和与所述出水通道（13）连接的第二连接口（122），所述第一连接口（121）和所述第二连接口（122）相对设置在所述变温通道（12）的两端，所述第一进口（31）和所述第一出口（32）设置在所述变温通道（12）的同一侧，且所述第一连接口（121）靠近所述第一进口（31）设置，所述第二连接口（122）远离所述第一出口（32）设置。

4.根据权利要求2所述的换热装置（100），其特征在于，所述变温单元（30）还包括多个用于导流的流道管（33），多个所述流道管（33）设置在所述变温通道（12）内，且每个所述流道管（33）的长度大于所述第一进口（31）和所述第一出口（32）之间的距离。

5.根据权利要求1所述的换热装置（100），其特征在于，所述加热单元（20）包括多个加热管道（21）和加热部（22），所述加热部（22）与所述多个加热管道（21）连接，当所述加热单元（20）设置在所述进水通道（11）内时，所述多个加热管道（21）设置在所述进水通道（11）内，所述加热部（22）设置在所述进水通道（11）的外壁上，所述加热部（22）用于对所述多个加热管道（21）加热以对所述冷却液加热。

6.根据权利要求5所述的换热装置（100），其特征在于，所述多个加热管道（21）和所述加热部（22）一体成型设置，且可拆卸地安装在所述进水通道（11）上。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的换热装置（100），其特征在于，所述进水通道（11）和所述出水通道（13）沿着所述壳体（10）的宽度方向设置，所述变温通道（12）沿着所述壳体（10）的长度方向设置，所述进水通道（11）的进水口（400）与所述出水通道（13）的出水口（500）位于同一侧。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的换热装置（100），其特征在于，所述换热装置（100）还包括补水口（40）和排水口（50），所述补水口（40）与所述进水通道（11）连接，所述排水口（50）与所述出水通道（13）连接。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的换热装置（100），其特征在于，所述换热装置（100）还设置有用于连接温度传感器的第一接口（60）和连接水压传感器的第二接口（70），所述第一接口（60）和所述第二接口（70）均与所述出水通道（13）连接。

10.一种液冷机组（1），其特征在于，所述液冷机组（1）包括：

换热装置（100），如权利要求1至9中任一项所述的换热装置（100）；

水系统（200），所述水系统（200）与所述换热装置（100）中的进水通道（11）连接；

变温系统（300），所述变温系统（300）与所述换热装置（100）中的变温通道（12）连接。