水系统空调、空调系统的防冻系统及方法
【专利摘要】一种空调系统的防冻系统，其与需要保护部件连接，以清除需要保护部件内的液体，其包括：使所述需要保护部件与输入端液体管道内的液体处于隔离状态的第一隔离装置；使所述需要保护部件与输出端液体管道内的液体处于隔离状态的第二隔离装置；通过气体的输入和排出使需要保护部件与其液体输出端管道内液体隔离或连通的气体输入排出装置，以及控制所述的隔离装置工作的控制系统，该控制系统使需要保护的部件与液体在连通和隔离状态两种状态下切换。本发明可以有效防止液体倒流，避免在环境温度低于冰点时，需要保护部件被冻结损坏。
【专利说明】水系统空调、空调系统的防冻系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及家用电器领域，尤其涉及一种水系统空调及其防冻方法。
【背景技术】
[0002]现有空调防冻技术在停电或发热部件失效情况下，无法提供可靠的保护；而相关水管的防冻技术，在水系统空调停机后温度大幅度下降的情况下，无法克服水倒流的问题。
[0003]如图1所示，图1为现有技术中一种水系统空调的防冻结构的示意图。该防冻结构包括控制器11、温度感应器12以及需要保护部件13。需要保护部件13即为需要进行防冻保护的部件。该种空调系统中使用的防冻结构的工作原理是在需要保护部件上设置温度感应器，当温度感应器感知到温度低于设定温度时，空调系统启动或开启电加热元件。该种防冻结构的缺点是:在加热部件失效时或停电情况下，无法对需要保护部件起到保护作用；或者在温度感应器失效时，无法保护系统；并且此种防冻结构需要消耗能源，增加了空调系统的使用成本。
[0004]如图2所示，图2为现有技术中一种自来水管的防冻结构的结构示意图。该防冻系统包括水源总管21、与水源总管21连接的U形弯管22、与U形弯管22连接的自来水管23、单向阀24、气压泵26、延时开关26、放水阀27以及启动触点28。该防冻结构的工作原理是:放水阀关闭，给气压泵送电使得气压泵启动，高压空气顶开单向阀将空气吹进自来水管内，将自来水管中的存水顶入水源总管中；气压泵关闭后U形弯管中形成气堵，防止自来水回流。该种防冻结构的缺点是:本结构中U形弯向上设置，空气仅仅将水管中上部少量水排出，气-水将在水平管内分层，上部为气路，下部的水无法排出；其次，即便是其U形弯向下弯曲，能使水排出，也无法避免而一段时间后，由于与周围空气换热的原因，又降低至环境空气温度，气体体积将大幅度缩小，引起水倒流，使得在环境温度低于冰点时，造成一定的冻结；，再次，当保护对象为空调板式换热器、壳管式换热器时，高压空气充入后温度将上升与换热器基本一致的较高温度，而一段时间后，由于与周围空气换热的原因，又降低至环境空气温度，温差变化非常大，气体体积将大幅度缩小，引起水倒流，使得在环境温度低于冰点时，换热器会冻结损坏，防冻系统的可靠性是一个非常严峻的问题。
[0005]因此，针对上述技术问题，有必要提供一种能适用于水系统空调的防冻系统，以克服上述缺陷。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种水系统空调的防冻系统，能够有效的防止液体倒流，从而避免在环境温度低于冰点时冻结损坏换热器等需要保护部件。
[0007]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0008]一种空调系统的防冻系统，其与需要保护部件连接，以清除需要保护部件内的液体，其包括:
[0009]使所述需要保护部件与输入端液体管道内的液体处于隔离状态的第一隔离装置，所述的第一隔离装置设置于需要保护部件与其液体输入端管道之间，控制需要保护部件与输入端管道内的液体连通或隔离；
[0010]使所述需要保护部件与输出端液体管道内的液体处于隔离状态的第二隔离装置，所述的第二隔离装置设置于需要保护部件与其液体输出端管道之间，控制需要保护部件与其液体输出端管道内液体连通或隔离；
[0011]通过气体的输入和排出使需要保护部件与其液体输出端管道内液体隔离或连通的气体输入排出装置，其包括气体输入排出口，在需要防冻时，通过向需要保护部件内输入气体，将需要保护部件内的液体排出到液体管道内，在需要正常工作启动时，使需要保护部件内充满的气体排出系统并关闭气体通道，使需要保护部件内充满液体并与输入端和输出端液体管道中液体连通；
[0012]以及控制所述的隔离装置工作的控制系统，该控制系统使需要保护的部件与液体在连通和隔离状态两种状态下切换。
[0013]优选的，在上述空调系统的防冻系统中，所述的气体输入排出装置为高压气体输入排出装置，通过高压气体的输入和排出使需要保护部件与其液体管道内液体隔离或连通。
[0014]优选的，在上述空调系统的防冻系统中，所述的高压气体输入排出装置包括高压气体气源，三通阀，三通阀包括和高压气体气源相连通的第一开口，与需要保护部件液体输入端的连接管道相连通的第二开口，与大气相连通使需要保护部件内的液体与液体管道中的液体连通时排出系统内高压气体的排出的第三开口。
[0015]优选的，在上述空调系统的防冻系统中，所述的第一隔离装置包括第一水阀，设于第一水阀旁侧且用以感应液体液位的第一水位感应装置，所述的第二隔离装置包括第二水阀，设于第二水阀旁侧且用以感应液体液位的第二水位感应装置。
[0016]优选的，在上述空调系统的防冻系统中，所述的第一液位感应装置及第二液位感应装置均为浮球式水位感应装置。
[0017]一种水系统空调，其具有如权利要求广5任一所述的空调系统的防冻系统。
[0018]一种空调系统的防冻方法，所述的空调系统具有如权利要求1-5任一所述的空调系统的防冻系统，所述的空调系统还包括空调主机、水泵、压缩机、需要保护部件及与需要保护部件连接的液体管道，所述防冻方法包括如下步骤:
[0019]SlOl:当空调主机接到关闭系统命令后，水泵及压缩机停止工作，控制器控制第一隔离装置关闭、第二隔离装置呈开启状态，气体输入排出装置开启，气体输入排出装置通过向需要保护部件内输入气体，使需要保护部件内的液体全部清除到其输出端液体管道内；
[0020]S102:当被压液体到达一定的第二液面后，关闭气体输入排出装置，使气体输入通道关闭，并关闭第二隔离装置，使得第一隔离装置与第二隔离装置之间形成密闭的空间，需要保护部件与液体隔离；
[0021]S103:当空调主机接到开启系统命令后，控制系统控制第一隔离装置仍呈关闭状态，第二隔离装置开启，气体输入排出装置开启，通过气体输入排出装置将需要保护部件内的气体排出系统，使需要保护部件内的充满液体；
[0022]S104:当被压液体到达一定的第一液面后，关闭气体输入排出装置，使气体排出通道关闭，并开启第一隔离装置，使得第一隔离装置与第二隔离装置均呈开启状态，需要保护部件内充满的液体与液体管道内的液体连通，水泵及压缩机开启，系统启动并正常工作。
[0023]优选的，在上述空调系统的防冻方法中，所述的气体输入排出装置为高压气体输入排出装置，通过高压气体的输入和排出使需要保护部件与其液体管道内液体隔离或连通。
[0024]更优选的，在上述空调系统的防冻系统中，所述的高压气体输入排出装置包括高压气体气源，三通阀，三通阀包括和高压气体气源相连通的第一开口，与需要保护部件液体输入端的连接管道相连通的第二开口，与大气相连通使需要保护部件内的液体与液体管道中的液体连通时排出系统内高压气体的排出的第三开口。所述步骤SlOl中通过气体输入排出装置开启，控制三通阀的和高压气体气源相连通的第一开口，与需要保护部件液体输入端的连接管道相连通的第二开口相连通，向需要保护部件内输入高压气体；所述步骤S103中控制气体输入排出装置开启，控制三通阀的与大气相连通使需要保护部件内的液体与液体管道中的液体连通时排出系统内高压气体的排出的第三开口，与需要保护部件液体输入端的连接管道相连通的第二开口相连通，使需要保护部件内的高压气体排出系统后并关闭第三开口。
[0025]优选的，在上述空调系统的防冻方法中，所述步骤S102、S104中所述的第二、第一液面为预先设定的第二液面设定值、第一液面设定值，所述步骤S102中通过第二水位感应装置感知被压液体是否到达第二液面设定值；所述步骤S104中通过第一水位感应装置感知被压液体是否到达第一液面设定值。
[0026]从上述技术方案可以看出，本发明可以有效地保护空调系统的重要部件被冻结损坏，而且，由于能够避免在环境温度低于冰点时，液体倒流，防冻可靠性大大提高。且本发明实施例的防冻系统结构简单，零件购买方便，节约了成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的有关本发明的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1是现有技术中一种水系统空调的防冻结构的示意图；
[0029]图2是现有技术中一种空调防冻系统的结构示意图；
[0030]图3是本发明空调系统的防冻系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0031]现有技术的空调系统中有多种防冻结构。
[0032]如图1所示，图1为现有技术中一种水系统空调的防冻结构的示意图。该防冻结构通过在需要保护部件上设置温度感应器实时监控需要保护部件的温度，当温度感应器感知到温度低于设定温度时，空调系统启动或开启电加热元件，但是，该种防冻结构在加热部件失效时或停电情况下，无法对需要保护部件起到保护作用，或者在温度感应器失效时，无法保护系统，并且此种防冻结构需要消耗能源，增加了空调系统的使用成本。
[0033]如图2所示，图2为现有技术中一种空调防冻系统的结构示意图。该防冻结构通过设置U形弯管，利用U形弯形成气堵，防止自来水回流，但是，该种防冻结构的U形弯是向上设置的，实际上U形弯应该向下设置合理，因为空气仅仅将水管中上部少量水排出，气-水将在水平管内分层，上部为气路，下部的水无法排出；其次，当保护对象为空调板式换热器、壳管式换热器时，高压空气充入后温度将上升与换热器基本一致，而一段时间后，由于与周围空气换热的原因，又降低至环境空气温度，气体体积将大幅度缩小，引起水倒流，使得在环境温度低于冰点时，换热器会冻结损坏。
[0034]因此，针对现有技术中空调的防冻结构存在的缺陷，本发明公开了一种空调系统的防冻系统，其与需要保护部件连接，以清除需要保护部件内的液体，其包括:
[0035]使所述需要保护部件与输入端液体管道内的液体处于隔离状态的第一隔离装置，所述的第一隔离装置设置于需要保护部件与其液体输入端管道之间，控制需要保护部件与输入端管道内的液体连通或隔离；
[0036]使所述需要保护部件与输出端液体管道内的液体处于隔离状态的第二隔离装置，所述的第二隔离装置设置于需要保护部件与其液体输出端管道之间，控制需要保护部件与其液体输出端管道内液体连通或隔离；
[0037]通过气体的输入和排出使需要保护部件与其液体输出端管道内液体隔离或连通的气体输入排出装置，其包括气体输入排出口，在需要防冻时，通过向需要保护部件内输入气体，将需要保护部件内的液体排出到液体管道内，在需要正常工作启动时，使需要保护部件内充满的气体排出系统并关闭气体通道，使需要保护部件内充满液体并与输入端和输出端液体管道中液体连通；
[0038]以及控制所述的隔离装置工作的控制系统，该控制系统使需要保护的部件与液体在连通和隔离状态两种状态下切换。
[0039]进一步的，所述的气体输入排出装置为高压气体输入排出装置，通过高压气体的输入和排出使需要保护部件与其液体管道内液体隔离或连通。
[0040]进一步的，所述的高压气体输入排出装置包括高压气体气源，三通阀，三通阀包括和高压气体气源相连通的第一开口，与需要保护部件液体输入端的连接管道相连通的第二开口，与大气相连通使需要保护部件内的液体与液体管道中的液体连通时排出系统内高压气体的排出的第三开口。
[0041]进一步的，所述的第一隔离装置包括第一水阀，设于第一水阀旁侧且用以感应液体液位的第一水位感应装置，所述的第二隔离装置包括第二水阀，设于第二水阀旁侧且用以感应液体液位的第二水位感应装置。
[0042]进一步的，所述的第一液位感应装置及第二液位感应装置均为浮球式水位感应装置。
[0043]一种水系统空调，其具有如权利要求广5任一所述的空调系统的防冻系统。
[0044]一种空调系统的防冻方法，所述的空调系统具有如权利要求1-5任一所述的空调系统的防冻系统，所述的空调系统还包括空调主机、水泵、压缩机、需要保护部件及与需要保护部件连接的液体管道，所述防冻方法包括如下步骤:
[0045]SlOl:当空调主机接到关闭系统命令后，水泵及压缩机停止工作，控制器控制第一隔离装置关闭、第二隔离装置呈开启状态，气体输入排出装置开启，气体输入排出装置通过向需要保护部件内输入气体，使需要保护部件内的液体全部清除到其输出端液体管道内；[0046]S102:当被压液体到达一定的第二液面后，关闭气体输入排出装置，使气体输入通道关闭，并关闭第二隔离装置，使得第一隔离装置与第二隔离装置之间形成密闭的空间，需要保护部件与液体隔离；
[0047]S103:当空调主机接到开启系统命令后，控制系统控制第一隔离装置仍呈关闭状态，第二隔离装置开启，气体输入排出装置开启，通过气体输入排出装置将需要保护部件内的气体排出系统，使需要保护部件内的充满液体；
[0048]S104:当被压液体到达一定的第一液面后，关闭气体输入排出装置，使气体排出通道关闭，并开启第一隔离装置，使得第一隔离装置与第二隔离装置均呈开启状态，需要保护部件内充满的液体与液体管道内的液体连通，水泵及压缩机开启，系统启动并正常工作。
[0049]进一步的，所述的气体输入排出装置为高压气体输入排出装置，通过高压气体的输入和排出使需要保护部件与其液体管道内液体隔离或连通。
[0050]更进一步的，所述的高压气体输入排出装置包括高压气体气源，三通阀，三通阀包括和高压气体气源相连通的第一开口，与需要保护部件液体输入端的连接管道相连通的第二开口，与大气相连通使需要保护部件内的液体与液体管道中的液体连通时排出系统内高压气体的排出的第三开口。所述步骤SlOl中通过气体输入排出装置开启，控制三通阀的和高压气体气源相连通的第一开口，与需要保护部件液体输入端的连接管道相连通的第二开口相连通，向需要保护部件内输入高压气体；所述步骤S103中控制气体输入排出装置开启，控制三通阀的与大气相连通使需要保护部件内的液体与液体管道中的液体连通时排出系统内高压气体的排出的第三开口，与需要保护部件液体输入端的连接管道相连通的第二开口相连通，使需要保护部件内的高压气体排出系统后并关闭第三开口。
[0051]进一步的，所述步骤S102、S104中所述的第二、第一液面为预先设定的第二液面设定值、第一液面设定值，所述步骤S102中通过第二水位感应装置感知被压液体是否到达第二液面设定值；所述步骤S104中通过第一水位感应装置感知被压液体是否到达第一液面设定值。
[0052]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0053]如图3所示，图3为本发明空调系统的防冻系统的结构示意图。该空调系统的防冻系统在实际应用中与需要保护部件4连接，主要作用是用以清除需要保护部件4内的液体7。该防冻系统包括第一隔离装置、第二隔离装置、气体输入排出装置以及控制所述的隔离装置工作的控制系统3。其中，第一隔离装置使所述需要保护部件与输入端液体管道内的液体处于隔离状态，第一隔离装置设置于需要保护部件与其液体输入端管道之间，控制需要保护部件与输入端管道内的液体连通或隔离；第二隔离装置使所述需要保护部件与输出端液体管道内的液体处于隔离状态，第二隔离装置设置于需要保护部件与其液体输出端管道之间，控制需要保护部件与其液体输出端管道内液体连通或隔离；通过气体的输入和排出使需要保护部件与其液体输出端管道内液体隔离或连通的气体输入排出装置，其包括气体输入排出口，在需要防冻时，通过向需要保护部件内输入气体，将需要保护部件内的液体排出到液体管道内，在需要正常工作启动时，使需要保护部件内充满的气体排出系统并关闭气体通道，使需要保护部件内充满液体并与输入端和输出端液体管道中液体连通；
[0054]控制系统3使需要保护的部件与液体在连通和隔离状态两种状态下切换。
[0055]如图3所示，第一隔离装置包括第一水阀1，设于第一水阀I旁侧且用以感应液体液位的第一水位感应装置2。第二隔离装置包括第二水阀6，设于第二水阀6旁侧且用以感应液体液位的第二水位感应装置5。第一液位感应装置及第二液位感应装置均为浮球感应
>j-U ρ?α装直。
[0056]气体输入排出装置为高压气体排出放入装置，通过高压气体的输入和排出使需要保护部件与其液体管道内液体隔离或连通。高压气体排出放入装置包括高压气体气源，三通阀，三通阀包括和高压气体气源相连通的第一开口，与需要保护部件液体输入端的连接管道相连通的第二开口，与大气相连通使需要保护部件内的液体与液体管道中的液体连通时排出系统内高压气体的排出的第三开口。
[0057]本发明实施例的防冻系统可以有效防止液体倒流，增强了防冻系统的可靠性，避免在环境温度低于冰点时，需要保护部件被冻结损坏；且本发明实施例的防冻系统结构简单，零件购买方便，节约了成本。
[0058]在上述水系统空调的防冻系统中，需要保护器件4 一般是换热器或加热器，也或者是任何需要进行保护以防冻结损坏的器件，在此不作限定；水位感应器的形式可以为浮球式、电子式或其他可以反馈水面位置的元件。
[0059]在上述水系统空调的防冻系统中，通入的高压气体可以是氮气，通气方法有很多，可以设置一个氮气瓶或者使用气体泵，只要能将气体压入液体管道内而排出液体即可。
[0060]本发明实施例的空调系统的防冻系统的工作原理是:当需要防冻时，空调主机会接到关闭系统命令，水泵与压缩 机停止工作，第一水阀I关闭，开启三通阀10的第一开口，因为该第一开口和高压气体气源相连通，输入的高压气体将需要保护部件4内的液体排出到液体管道内，当第二水位感应装置5感知到被压出液体7到达液面设定值后，关闭三通阀10 ;当再次需要正常工作时，空调主机接到开启系统命令时，开启第二水阀6，开启三通阀10的第三开口和第二开口，由于气体的排出，需要保护部件4液体输出端的连接管道液体输入到需要保护部件4内，当第一水位感应装置2感知到液体7的液位高于液面设定值后，关闭三通阀10，开启第一水阀1，液体可以正常在保护部件4及液体管道之间流动。
[0061]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0062](I)可以有效防止液体倒流，避免在环境温度低于冰点时，需要保护部件被冻结损坏；
[0063](2)本发明实施例的防冻系统结构简单，零件购买方便，节约了成本。
[0064]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0065]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【权利要求】
1.一种空调系统的防冻系统，其与需要保护部件连接，以清除需要保护部件内的液体，其特征在于:其包括: 使所述需要保护部件与输入端液体管道内的液体处于隔离状态的第一隔离装置，所述的第一隔离装置设置于需要保护部件与其液体输入端管道之间，控制需要保护部件与输入端管道内的液体连通或隔离； 使所述需要保护部件与输出端液体管道内的液体处于隔离状态的第二隔离装置，所述的第二隔离装置设置于需要保护部件与其液体输出端管道之间，控制需要保护部件与其液体输出端管道内液体连通或隔离； 通过气体的输入和排出使需要保护部件与其液体输出端管道内液体隔离或连通的气体输入排出装置，其包括气体输入排出口，在需要防冻时，通过向需要保护部件内输入气体，将需要保护部件内的液体排出到液体管道内，在需要正常工作启动时，使需要保护部件内充满的气体排出系统并关闭气体通道，使需要保护部件内充满液体并与输入端和输出端液体管道中液体连通； 以及控制所述的隔离装置工作的控制系统，该控制系统使需要保护的部件与液体在连通和隔离状态两种状态下切换。
2.如权利要求1所述的空调系统的防冻系统，其特征在于:所述的气体输入排出装置为高压气体输入排出装置，通过高压气体的输入和排出使需要保护部件与其液体管道内液体隔离或连通。
3.如权利要求2所述的空调系统的防冻系统，其特征在于:所述的高压气体输入排出装置包括高压气体气源，三通阀，三通阀包括和高压气体气源相连通的第一开口，与需要保护部件液体输入端的连接管道相连通的第二开口，与大气相连通使需要保护部件内的液体与液体管道中的液体连通时排 出系统内高压气体的排出的第三开口。
4.如权利要求3所述的空调系统的防冻系统，其特征在于:所述的第一隔离装置包括第一水阀，设于第一水阀旁侧且用以感应液体液位的第一水位感应装置，所述的第二隔离装置包括第二水阀，设于第二水阀旁侧且用以感应液体液位的第二水位感应装置。
5.如权利要求4所述的空调系统的防冻系统，其特征在于:所述的第一液位感应装置及第二液位感应装置均为浮球式水位感应装置。
6.一种水系统空调，其特征在于:其具有如权利要求f 5任一所述的空调系统的防冻系统。
7.—种空调系统的防冻方法，其特征在于:所述的空调系统具有如权利要求1-5任一所述的空调系统的防冻系统，所述的空调系统还包括空调主机、水泵、压缩机、需要保护部件及与需要保护部件连接的液体管道，所述防冻方法包括如下步骤: 5101:当空调主机接到关闭系统命令后，水泵及压缩机停止工作，控制器控制第一隔离装置关闭、第二隔离装置呈开启状态，气体输入排出装置开启，气体输入排出装置通过向需要保护部件内输入气体，使需要保护部件内的液体全部清除到其输出端液体管道内； 5102:当被压液体到达一定的第二液面后，关闭气体输入排出装置，使气体输入通道关闭，并关闭第二隔离装置，使得第一隔离装置与第二隔离装置之间形成密闭的空间，需要保护部件与液体隔离； 5103:当空调主机接到开启系统命令后，控制系统控制第一隔离装置仍呈关闭状态，第二隔离装置开启，气体输入排出装置开启，通过气体输入排出装置将需要保护部件内的气体排出系统，使需要保护部件内的充满液体； S104:当被压液体到达一定的第一液面后，关闭气体输入排出装置，使气体排出通道关闭，并开启第一隔离装置，使得第一隔离装置与第二隔离装置均呈开启状态，需要保护部件内充满的液体与液体管道内的液体连通，水泵及压缩机开启，系统启动并正常工作。
8.如权利要求7所述的空调系统的防冻方法，其特征在于:所述步骤S102、S104中所述的第二、第一液面为预先设定的第二液面设定值、第一液面设定值，所述步骤S102中通过第二水位感应装置感知被压液体是否到达第二液面设定值；所述步骤S104中通过第一水位感应装置感知被压液 体是否到达第一液面设定值。
【文档编号】F24F11/02GK103471210SQ201210183634
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2012年6月6日 优先权日:2012年6月6日
【发明者】左先明 申请人:苏州三星电子有限公司