[发明专利]一种风冷模块机水循环单元故障条件下的深度防冻系统

权利要求书

1.一种风冷模块机水循环单元故障条件下的深度防冻系统，包括风机(10)、蒸发器(20)、四通阀(30)、压缩机(40)、水换热器(50)、水箱(60)及控制器(70)，所述水换热器(50)的出水端与水箱(60)的进水端之间连接有出水管(21)，水换热器(50)的进水端与水箱(60)的出水端之间连接有进水管(22)，所述出水管(21 )上设有水流开关(5)，所述进水管(22 )上设有水泵(9)，所述水泵(9)与控制器(70)电性连接；所述风机(10)设于蒸发器(20)一侧；所述压缩机(40)上分别设有进气管(23)和排气管(24)，所述进气管(23)和排气管(24)的另一端均连接到四通阀(30)，所述蒸发器(20)的一端连接四通阀(30)，蒸发器(20)的另一端连接水换热器(50)，所述水换热器(50)的另一端连接四通阀(30)；其特征在于，

所述水换热器(50)与蒸发器(20)之间直接连接的通路上设有经济器(80)，所述经济器(80)的两个端口均与蒸发器(20)连接，经济器(80)的另外两个端口分别连接水换热器(50)和压缩机(40)；所述蒸发器(20)的外表面上设有环境温度传感器(1)，所述进水管(22)上设有进水温度传感器(6)，所述出水管(21)上设有出水温度传感器(4)，所述控制器(70)内设有水泵电流互感器(8)，所述排气管(24)上设有高压开关(3)和排气温度传感器(2)，所述进气管(23)与四通阀(30)之间的连接通路上设有分离器(25)，所述水换热器(50)和蒸发器(20)与经济器(80)之间的连接通路上均设有过滤器(26)，所述蒸发器(20)与经济器(80)之间的连接通路上还设有电子膨胀阀，所述水换热器(50)与经济器(80)之间的连接通路上还设有平衡罐(27)，所述水换热器(50)和平衡罐(27)之间的连接通路上设有水换热器温度传感器(7)；所述水箱(60)内设有液位传感器(11)，所述水泵(9)和水换热器(50)之间的进水管(22)上设有进水流量传感器(12)，所述水流开关(5)和水换热器之间的出水管(21)上设有出水流量传感器(13)和流量调节阀(14)；所述环境温度传感器(1)、排气温度传感器(2)、高压开关(3)、出水温度传感器(4)、进水温度传感器(6)、水换热器温度传感器(7)、液位传感器(11)、进水流量传感器(12)、出水流量传感器(13)及流量调节阀(14)分别与控制器(70)电性连接；

所述进水温度传感器(6)设于进水管(22)连接水换热器(50)的一端侧，所述出水温度传感器(4)设于出水管(21)连接水换热器(50)的一端侧，可准确检测水体在进入水换热器（ 50） 时的温度和排出水换热器（ 50） 时的温度，有利于精确水体经水换热器（ 50） 换热前后的温度差；

所述蒸发器(20)与环境温度传感器(1)之间安装一块小型的隔热板(15)，蒸发器（ 20）工作时，其内部传热介质的温度的变化较大，而环境温度传感器（ 1） 的目标仅在于检测环境温度，设置隔热板（ 15） 以避免蒸发器（ 20） 本身的运作对环境温度传感器（ 1） 的检测产生影响；

所述经济器(80)与水换热器(50)之间连接有通管一(28)，经济器(80)与水换热器(50)之间的所述过滤器(26)设于通管一(28)连接经济器(80)的一端侧，所述平衡罐(27)设于通管一(28)连接水换热器(50)的一端侧，以提升该过滤器（ 26） 和平衡罐（ 27） 的工作质量；

所述经济器(80)与蒸发器(20)连接的两个端口分别连接有主路通管(16)和辅路通管(17)，所述主路通管(16)和辅路通管(17)上分别对应设有主路电子膨胀阀(18)和辅路电子膨胀阀(19)，所述辅路通管(17)连接蒸发器(20)的一端连接于主路电子膨胀阀(18)与经济器(80)之间的主路通管(16)上，所述经济器(80)与蒸发器(20)之间的所述过滤器(26)设于主路电子膨胀阀(18)和蒸发器(20)之间的主路通管(16)上，通过主路通管（ 16） 可实现大部分传热介质在蒸发器（ 20） 与水换热器（ 50） 之间流通，并通过辅路通管（ 17） 实现少量传热介质在压缩机（ 40） 与蒸发器（ 20） 之间的流通；

风冷模块机水循环单元故障条件下的深度防冻系统的具体作用过程为：

环境温度传感器（ 1） 实时检测风冷模块机组所在的环境温度T_环并传递给控制器（70） ，进水温度传感器（ 6） 实时检测进水管（ 22） 连接水换热器（ 50） 的一端侧的水体温度T_进并传递给控制器（ 70） ，当T_环≤2℃或T_进≤4℃时，控制器（ 70） 就启动水泵（ 9） 并检测开水流开关（ 5） 状态，使得水箱（ 60） 内的水体流经水换热器（ 50） 后再回到水箱（ 60） 内，构成水循环单元；控制器（ 70） 通过水泵电流互感器（ 8） 检测水泵（ 9） 是否过载，若是，即水循环单元出现故障，控制器（ 70） 控制风冷模块机组进入深度防冻程序；若水泵（ 9） 运作正常，则在水泵（ 9） 启动30秒后，进水流量传感器（ 12） 实时检测水泵（ 9） 与水换热器（ 50） 之间的进水管（ 22） 内的水体流量并传递给控制器（ 70） ，出水流量传感器（ 13） 实时检测水流开关（ 5） 与水换热器（ 50） 之间的出水管（ 21） 内的水体流量并传递给控制器（ 70） ，控制器（ 70） 通过比较水体在进入水换热器（ 50） 前后的流量可确定水换热器（ 50） 内的水流管路是否存在问题，若两个流量值相差较大，则水循环单元出现故障，控制器（ 70） 控制风冷模块机组进入深度防冻程序；

若两个流量值相差不大，则通过流量调节阀（ 14） 将出水管（ 21） 内水体的流量调节至与进水管（ 22） 单位体积内的水体流量一致，液位传感器（ 11） 实时检测水箱（ 60） 内的液位并传递给控制器（ 70） ，若检测到水箱（ 60） 内液位明显降低，则水流开关（ 5） 存在问题，即水循环单元出现故障，控制器（ 70） 控制风冷模块机组进入深度防冻程序；控制器（ 70） 控制风冷模块机组进入深度防冻程序的过程为：控制器（ 70） 控制水泵（ 9） 和水流开关（ 5） 关闭，并启动风机、压缩机（ 40） ，冷媒的传热介质在蒸发器的蒸发运作中被吸热成为低温低压的气态和液态介质，气态和液态介质通过四通阀（ 30） 进入分离器（25） ，实现气液分离后，气体部分进入压缩机（ 40） ，经压缩机（ 40） 压缩成为高温高压热气体，然后进入水换热器（ 50） 对其进行加热，实现防冻效果，高温高压热气体转变为中温中压液态传热介质并排出水换热器（ 50） ；然后中温中压液态传热介质经平衡罐（ 27） 后经由过滤器（ 26） 过滤再进入经济器（ 80） 中，从经济器（ 80） 的主路通管（ 16） 排出后经再次过滤后回到蒸发器（ 20） 中，开始新一轮的循环；传热介质从经济器（ 80） 中排出时，会有少量的中温中压液态传热介质经过辅路电子膨胀阀（ 19） 节流成低温低压的液态传热介质，并进入经济器（ 80） 辅路侧与经济器（ 80） 主路侧的中温中压液态传热介质换热后排出进入压缩机（ 40） 补充压缩机（ 40） 的吸气量，提高压缩机（ 40） 的产热能力，提高工作效率，同时还可促进经济器（ 80） 主路内中温中压气态介质的降温；

水换热器温度传感器（ 7） 实时检测从水换热器（ 50） 排出的低温传热介质的温度T_水换并传递给控制器（ 70） ，排气温度传感器（ 2） 实时检测从压缩机（ 40） 排出的高压传热介质的温度T_排出并传递给控制器（ 70） ，控制器（ 70） 在高压开关（ 3） 断开时开始计时，计时时间为S_t，当T_水换≥48℃或T_排出≥100℃或S_t≥3s时，控制器（ 70） 控制风冷模块机组退出深度防冻程序。

2.根据权利要求1所述的一种风冷模块机水循环单元故障条件下的深度防冻系统，其特征在于，所述环境温度传感器(1)的预设温度为2℃，所述进水温度传感器(6)的预设温度为4℃，所述水换热器温度传感器(7)的预设温度为48℃，所述排气温度传感器(2)的预设温度为100℃。