集气与排气组件及冷水机组的制作方法

1.本技术涉及储能充电桩领域，具体涉及一种集气与排气组件及冷水机组。


背景技术：

2.随着新能源汽车行业的发展，纯电动车辆要求更大的续航里程，而续航里程的提高离不开电池数量的增多，电池数量的增多导致用于冷却电池的冷水机组的管路增多，也使得管路中的空气增多。为了使冷水机组能正常高效使用，冷却液在管路中的空气排空过程也变得尤为重要。
3.现有技术中，会在管路的主回路上设置三通接头进行空气排空，但是该结构需要的排空时间长，并且排空不完全，使得整个管路的排空效率低下。还有采用多次启停水泵的方式帮助换热管路进行空气排空，但是这种方式操作复杂，想要完全排空换热管路内的气体较为困难，且冷却液加注时间较长以及人工操作成本较高，现有技术也有对换热管路进行抽真空和加压注入冷却液的方式进行空气排空，这种方式虽然操作简单，但是设备采购成本较高，一旦电动车辆出厂，换热管路的后期维护离不开这些设备，维修成本较高。


技术实现要素：

4.为了克服上述现有技术存在的问题，本技术的主要目的在于提供一种能够提高管路气体排空效率且使气体排空较为完全的集气与排气组件及冷水机组。
5.为了实现上述目的，本技术具体采用以下技术方案：
6.一种集气与排气组件，应用于冷水机组，包括：
7.集气水箱，所述集气水箱包括本体、进液口、出液口和第一排气口，所述第一排气口设置于所述本体的顶部，所述进液口和所述出液口分别设置于所述本体的两端部，沿所述本体的高度方向，所述进液口的位置高度低于所述出液口的位置高度设置，且所述本体两端部面积分别大于所述进液口和所述出液口的面积。
8.在一些实施例中，所述本体两端部面积分别为所述进液口和所述出液口的面积的2-5倍。
9.在一些实施例中，还包括膨胀水箱，所述膨胀水箱包括箱体、集气口和第二排气口，所述集气口与所述第一排气口连通。
10.在一些实施例中，还包括与所述出液口连接的出液管、以及与所述出液管连接的补液管，所述膨胀水箱还设置有与所述补液管连通的水量调节口。
11.在一些实施例中，所述水量调节口设置于所述膨胀水箱的底部，所述第二排气口设置于所述膨胀水箱的顶部。
12.在一些实施例中，还设置有与所述水量调节口连通的调节管，所述调节管与所述出液管通过卡盘的方式连接。
13.在一些实施例中，所述第二排气口安装有排气阀，所述排气阀设置有螺纹座和排气盖，所述排气阀通过所述螺纹座与所述膨胀水箱连接。
14.在一些实施例中，所述集气水箱还设置有用于放置温度传感器的温度传感器螺纹口。
15.在一些实施例中，所述膨胀水箱还设置有液位传感器，所述液位传感器包括液位传感器浮子和液位传感器杆。
16.一种冷水机组，包括以上任一项所述的集气与排气组件和循环泵，所述集气与排气组件与所述循环泵的进口连接。
17.本技术公开了一种集气与排气组件，应用于冷水机组，该集气与排气组件包括集气水箱，所述集气水箱包括本体、进液口、出液口和第一排气口，所述第一排气口设置于所述本体的顶部，所述进液口和所述出液口分别设置于所述本体的两端部，沿所述本体的高度方向，所述进液口的位置高度低于所述出液口的位置高度设置，且所述本体两端部面积分别大于所述进液口和所述出液口的面积。本技术的集气水箱的进液口的位置高度低于出液口的位置高度设置，且本体两端部面积分别大于进液口和出液口的面积，通过集气水箱的变径，即集气水箱本体两端部面积分别大于所述进液口和所述出液口的面积、以及冷却液的低进高出，即进液口的位置高度低于出液口的位置高度设置，如此，利用冷却液和空气的密度差，使得冷却液的流动边界层发生变化，从而实现了冷却液和空气的动力差，冷却液的动力大于空气的动力，冷却液能够先于空气从出液口流出，空气被挤压至顶部第一排气口附近，使得从出液口排出的冷却液中无气体组分，空气全部从第一排气口排出，提高了循环管路的稳定性与气体排空效率。
附图说明
18.图1为本技术实施例提供的集气与排气组件的结构示意图。
19.图2为本技术实施例提供的集气与排气组件的集气水箱的结构示意图。
20.图3为本技术实施例提供的集气与排气组件的膨胀水箱的结构示意图。
21.图4为本技术实施例提供的集气与排气组件的膨胀水箱另一视角的结构示意图。
22.图5为本技术实施例提供的冷水机组的示意图。
23.附图标记：
24.1、换热器；2、集气水箱；21、本体；22、进液管；23、出液管；24、排气管；25、补液管；26、进液口；27、出液口；28、第一排气口；3、膨胀水箱；31、箱体；32、调节管；33、集气口；34、排气阀；340、螺纹座；341、排气盖；35、第二排气口；4、循环泵；5、管道电加热器；6、第一管路；7、温度传感器螺纹口；8、液位传感器；81、液位传感器浮子；82、液位传感器杆；9、压缩机；10、冷凝器；11、膨胀阀；12、低压传感器；13、高压传感器；14、第二管路；15、温度检测器；16、注氟嘴；17、发热设备；18、储液过滤器；100、冷却液循环管路；200、制冷剂循环管路。
具体实施方式
25.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
26.在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个
或两个以上，术语“多种”是指两种或两种以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
27.本说明书的描述中，需要理解的是，本技术实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本技术实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
28.参照图1、图2、图3和图4所示，图1为本技术实施例提供的集气与排气组件的结构示意图，图2为本技术实施例提供的集气与排气组件的集气水箱的结构示意图，图3为本技术实施例提供的集气与排气组件的膨胀水箱的结构示意图，图4为本技术实施例提供的集气与排气组件的膨胀水箱另一视角的结构示意图。本实施例公开了一种集气与排气组件，应用于冷水机组，该集气与排气组件包括集气水箱2、膨胀水箱3、进液管22、出液管23、补液管25、调节管32和排气管24，集气水箱包括本体21、进液口26、出液口27和第一排气口28，第一排气口28设置于本体21的顶部，进液口26和出液口27分别设置于本体21的两端部，进液管22连接于进液口26，出液管23连接于出液口27。膨胀水箱3包括箱体31、集气口33、水量调节口和第二排气口35，水量调节口设置于箱体31的底部，集气口33和第二排气口35设置于箱体31的顶部。调节管32连接于水量调节口，补液管25的一端连接于出液管23的侧部，补液管25的另一端连接于调节管32，排气管24的一端连接于第一排气口28，排气管24的另一端连接于集气口33。沿本体21的高度方向，进液口26的位置高度低于出液口27的位置高度设置，且本体21两端部面积分别大于进液口26和出液口27的面积，其中，该集气与排气组件与冷水机组的循环泵的进口连接。
29.在本实施例中，本体21两端部面积分别为进液口26和出液口27的面积的2-5倍，具体地，本体21两端部面积分别为进液口26和出液口27的面积的2倍、3倍、4倍、5倍，其中，本体21的截面可以是圆形、方形、异形等，其两端部面积的大小根据冷却液的流量进行设置，冷却液的流量越大，则本体21两端部面积越大，即本体21的截面越大，如此，本体21的容积也越大。
30.在本实施例中，调节管32与补液管25通过卡盘连接，达到补充系统中因蒸发和泄漏而损失的水量并保证循环泵有足够的吸入压力的作用。
31.在本实施例中，同时设置有集气水箱2和膨胀水箱3，可以理解，在其他实施例中，也可以仅设置集气水箱2，当仅设置集气水箱2时，可以在集气水箱2的第一排气口28设置自动排气阀将气体排出。
32.在本实施例中，集气水箱2设有一个，膨胀水箱3设有一个，可以理解，在其他实施例中，集气水箱2也可以设有多个，膨胀水箱3也可以设有多个，可以一个集气水箱2与一个或多个膨胀水箱3连接，或者，一个膨胀水箱3与一个或多个集气水箱2连接，或多个集气水箱2与多个膨胀水箱3连接。
33.本实施例的集气水箱2的进液口26的位置高度低于出液口27的位置高度设置，且本体21两端部面积分别大于进液口26和出液口27的面积，通过集气水箱2的变径、以及冷却
液的低进高出，利用在管路内流动的冷却液和空气的密度差，使得冷却液的流动边界层发生变化，从而实现了冷却液和空气的动力差，冷却液的动力大于空气的动力，冷却液能够先于空气从出液口27流出，空气被挤压至顶部第一排气口28附近，使得从出液口27排出的冷却液中无气体组分，空气全部从第一排气口28排出，提高了循环管路的稳定性与气体排空效率，如此，通过冷却液的流入口和流出口不设置在同一水平线上，以在冷却液的流入口和流出口之间形成高度差，从而在冷却液的流入口和流出口之间形成液压。
34.现有技术中，冷却系统中的冷却液流动的动力全部来自循环泵的压力，循环泵吸水一侧的压力比较低，更容易产生蒸汽泡，产生蒸汽泡使得循环泵的出水量会减少，导致容易引起很多循环泵的叶轮或者是水套里面的穴烛，表面也会形成许多麻点一样的凹坑，大大降低了水套和叶轮的寿命。
35.本实施例通过设置有膨胀水箱3，当散热器内的蒸汽泡和水套内的蒸汽泡引入膨胀水箱3时，由于膨胀水箱3温度低，气体进入时会凝结，有的气体会变成液体，然后再流入循环泵，膨胀水箱3里面积存的一些气体就会有缓冲的作用，使得冷却系统里面的压力保持稳定的状态，降低了循环泵气蚀风险，改善了循环泵空转情况，优化了循环泵的散热，实现了系统中液体量的动态平衡。
36.当系统中的水少了时，膨胀水箱3的水位高，压力大，通过循环泵的动力将膨胀水箱3内的液体吸出，当系统中的水多了时，部分的水流入膨胀水箱3中，保证进入循环泵的水压和水量平衡，避免缺水导致循环泵空转的现象发生。当系统的水非常多的情况下，由于膨胀水箱3内的水位高压力大，挤压空气，系统中的空气的含量会降低，此时，膨胀水箱3的集气口33可以当做溢流口使用，水会经过集气口33进入第一排气口28，进行膨胀水箱3的溢流分流。
37.继续参照图4所示，集气与排气组件还包括液位传感器8和排气阀34，液位传感器8包括液位传感器浮子81和液位传感器杆82，液位传感器杆82设置于箱体31内并沿箱体31的高度延伸方向延伸，液位传感器浮子81活动套设于液位传感器杆82，液位传感器浮子81能够浮于箱体31内的液体表面并随液体表面的升降而升降，通过检测液位传感器浮子81在液位传感器杆82上的位置实现对箱体31内液位的监测，保证了能够及时向膨胀水箱3内补充液体。排气阀34安装于第二排气口35，排气阀34设置有螺纹座340和排气盖341，排气阀34通过螺纹座340与箱体31连接，其中，可以在箱体31设置与螺纹座340适配的螺纹，通过螺纹座340将排气阀34安装于第二排气口35，如此，在需要对膨胀水箱3进行补液时，还可以拧开排气阀34，使用所述第二排气口35为膨胀水箱3进行补液。
38.例如，冷却液可以是乙二醇水溶液，在乙二醇水溶液在进液管22流通，通过进液口26进入集气水箱2，在集气水箱2中进行空气和水的分离，实现途径是通过水和空气的密度差以及集气水箱2外径实现水低进高出，水的流动边界层发生变化，从而由于空气的动力和水的动力存在密度差，实现了动力差，水的动力大于空气的动力，先于空气进入出液管23的出水卡盘，此时，由于动力差的存在，造成空气被挤压至集气水箱2顶部的第一排气口28附近，形成带有动力的气泡层，以此循环往复，第一排气口28附近的气体与膨胀水箱3的集气口33也有气体之间的压差，从而当第一排气口28附近被挤压的空气越来越多后，第一排气口28附近的气体与膨胀水箱3的集气口33之间的压差足以克服连接管的压降，从而集气水箱2的气体会往膨胀水箱3处进行迁移，实现气体从集气水箱2处排至膨胀水箱3处。
39.在气体不断迁移至膨胀水箱3后，膨胀水箱3的气体压力和大气压力之间形成压力差，导致膨胀水箱3的排气阀34开启，进行排气。达到将系统中的空气排出系统的效果。
40.除了排气作用之外，不同情况下，该集气与排气组件还有补水、膨胀、加热的作用。
41.当系统中的水相对比较少的情况下，可以通过膨胀水箱的排气阀进行补水，水会通过调节管32进入补液管25，调节管32和补液管25以卡盘的形式进行连接，达到补充系统中因蒸发和泄漏而损失的水量并保证循环泵有足够的吸入压力的作用。
42.当系统的水非常多的情况下，水会经过膨胀水箱3的集气口33进入集气水箱2的第一排气口28，与此同时，由于膨胀水箱3内的水位高压力大，挤压空气，系统中的空气的含量会降低，此时，膨胀水箱3的集气口33可以当做水管的溢流口作用，进行膨胀水箱3的溢流分流。
43.在乙二醇水溶液受到热负载等散热装置进行加热后，由于热胀冷缩效应，液体会受热膨胀，冷却液温度升高，水位会升高，水箱(散热器)里盛不下的冷却液会回流到膨胀水箱，防止水箱压力过高，相反则补充水箱水位。
44.于此同时，集气水箱2上设有温度传感器螺纹口7，温度传感器螺纹口7可以放置温度传感器，对水温进行采集，采集进入循环泵之前的水温。
45.参照图5所示，图5为本技术实施例提供的冷水机组的示意图。在本实施例的基础上，还公开了一种冷水机组，用于冷却发热设备17(例如电池包)，该冷水机组包括换热器1、制冷剂循环管路200和冷却液循环管路100，冷却液循环管路100分别连接于换热器1和发热设备17，冷却液循环管路100内流动有冷却液，冷却液用于与发热设备17进行热交换以冷却发热设备17。制冷剂循环管路200连接于换热器1，制冷剂循环管路200内流动有制冷剂，制冷剂用于与冷却液进行热交换，以冷却冷却液。
46.具体地，冷却液循环管路100包括以上实施例的集气与排气组件和循环泵4，循环泵4、换热器1和集气水箱2通过第一管路6连接，膨胀水箱3连接于集气水箱2，集气水箱2的出液管23与循环泵4的进口连接，循环泵4用于驱动冷却液在第一管路6内运动。
47.在本实施例中，换热器1为板式换热器，板式换热器换热效率高以及热损失小，提高了制冷剂与冷却液的换热效率。
48.在本实施例中，冷却液为乙二醇水溶液，可以理解，在其他实施例中，冷却液也可以为其他。
49.参照图1和图5所示，冷却液循环管路100还包括温度传感器和管道电加热器5，集气水箱2的本体21设有温度传感器螺纹口7，温度传感器连接于温度传感器螺纹口7，用于检测进入循环泵4前的冷却液的温度，防止冷却液温度过高导致循环泵4的元件加快老化，从而导致减少循环泵4的使用寿命，增加成本。管道电加热器5连接于第一管路6并位于换热器1的输出端，用于在冷却液循环管路100内的冷却液由于温度过低而冻结时，对管路内的冷却液进行加热。
50.参照图1所示，制冷剂循环管路200包括压缩机9、冷凝器10、膨胀阀11、低压传感器12、高压传感器13、控制器和储液过滤器18，压缩机9、冷凝器10、膨胀阀11和换热器1依次通过第二管路14连接。低压传感器12分别连接于控制器和压缩机9的输入端，用于在第二管路14内的压力达到低压传感器12的设定值时，发出信号给控制器，使控制器停止压缩机9的工作。高压传感器13分别连接于控制器和压缩机9的输出端，用于在第二管路14内的压力达到
高压传感器13的设定值时，发出信号给控制器，使控制器停止压缩机9的工作。储液过滤器18的一端连接于冷凝器10的输出端，储液过滤器18的另一端连接于膨胀阀11的输入端，用于储存多余的制冷剂，防止冷凝器10中的制冷剂积存过多使传热面积变小，影响冷凝器10的传热效果，储液过滤器18还用于过滤进入膨胀阀11前的制冷剂，防止杂质堵塞膨胀阀11。
51.在本实施例中，制冷剂循环管路200还包括注氟嘴16，注氟嘴16连接于第二管路14中，用于补充制冷剂。
52.在本实施例中，制冷剂循环管路200还包括多个温度检测器15，压缩机9的输出端设有一温度检测器15，用于检测压缩机9输出的制冷剂的温度。第二管路14换热器1的输出端设有一温度检测器15，用于检测换热器1输出端输出的制冷剂的温度。环境温度检测器15用于检测冷水机组所处环境的温度。冷凝器10的输出端设有一温度检测器15，用于检测冷凝器10输出端的制冷剂的温度。
53.在进行气体排空时，冷却液通过进液管22进入本体21，通过本体21与出液口27的变径、以及冷却液的低进高出，利用在管路内流动的冷却液和空气的密度差，使得冷却液的流动边界层发生变化，从而由于空气和冷却液存在密度差实现了空气和冷却液的动力差，冷却液的动力大于空气的动力，冷却液会先于空气进入出液管23，由于动力差的存在，空气会被挤压至第一排气口28附近，使得从出液管23排出的冷却液中无气体组分，此时，空气在第一排气口28附近形成带有动力的气泡层，循环往复，第一排气口28附近的气体与集气口33附近的气体之间存在压力差，当第一排气口28附近被挤压的空气越来越多后，第一排气口28附近的气体与集气口33之间的压力差足以克服排气管24的压降，从而第一排气口28的气体会通过排气管24往集气口33进行迁移，实现气体从集气水箱2处排至膨胀水箱3处。在气体不断迁移至膨胀水箱3后，膨胀水箱3的气体压力和大气压力之间形成压力差，排气盖341受到压力开启，进行排气。
54.本实施例的集气和排气组件除了水和空气的分离之外，同时可以实现水压力的缓冲、降噪的作用，通过降低水泵进水口的流速，减少进水水压，降低噪音；集气和排气组件与循环泵4的进口连接，在不增加成本的情况下，降低了循环泵4气蚀风险，改善了循环泵4空转情况，优化了循环泵4的散热。
55.在冷却发热设备17时，低温的冷却液与发热设备17进行热交换后变成高温的冷却液，高温的冷却液在换热器1处与低温的制冷剂进行热交换后重新变成低温的冷却液，再与发热设备17进行热交换。换热器1出口的高温的制冷剂通过压缩机9压缩为高温高压的气态制冷剂，高温高压的气态制冷剂在冷凝器10中与空气进行热交换变成中温高压的液态制冷剂，中温高压的液态制冷剂从冷凝器10出来后到达膨胀阀11，中温高压的液态制冷剂在膨胀阀11处降压后变成低温低压的制冷剂，该低温低压的制冷剂从膨胀阀11出来后重新回到换热器1，与高温的冷却液进行热交换。
56.以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种集气与排气组件，应用于冷水机组，其特征在于，包括：集气水箱(2)，所述集气水箱(2)包括本体(21)、进液口(26)、出液口(27)和第一排气口(28)，所述第一排气口(28)设置于所述本体(21)的顶部，所述进液口(26)和所述出液口(27)分别设置于所述本体(21)的两端部，沿所述本体(21)的高度方向，所述进液口(26)的位置高度低于所述出液口(27)的位置高度设置，且所述本体(21)两端部面积分别大于所述进液口(26)和所述出液口(27)的面积。2.根据权利要求1所述的集气与排气组件，其特征在于，所述本体(21)两端部面积分别为所述进液口(26)和所述出液口(27)的面积的2-5倍。3.根据权利要求1或2所述的集气与排气组件，其特征在于，还包括膨胀水箱(3)，所述膨胀水箱包括箱体(31)、集气口(33)和第二排气口(35)，所述集气口(33)与所述第一排气口(28)连通。4.根据权利要求3所述的集气与排气组件，其特征在于，还包括与所述出液口(27)连接的出液管(23)、以及与所述出液管(23)连接的补液管(25)，所述膨胀水箱还设置有与所述补液管(25)连通的水量调节口。5.根据权利要求4所述的集气与排气组件，其特征在于，所述水量调节口设置于所述膨胀水箱(3)的底部，所述第二排气口(35)设置于所述膨胀水箱(3)的顶部。6.根据权利要求4所述的集气与排气组件，其特征在于，还设置有与所述水量调节口连通的调节管(32)，所述调节管(32)与所述出液管(23)通过卡盘的方式连接。7.根据权利要求3所述的集气与排气组件，其特征在于，所述第二排气口(35)安装有排气阀(34)，所述排气阀(34)设置有螺纹座(340)和排气盖(341)，所述排气阀(34)通过所述螺纹座(340)与所述膨胀水箱(3)连接。8.根据权利要求1或2所述的集气与排气组件，其特征在于，所述集气水箱(2)还设置有用于放置温度传感器的温度传感器螺纹口(7)。9.根据权利要求3所述的集气与排气组件，其特征在于，所述膨胀水箱(3)还设置有液位传感器(8)，所述液位传感器(8)包括液位传感器浮子(81)和液位传感器杆(82)。10.一种冷水机组，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的集气与排气组件和循环泵(4)，所述集气与排气组件与所述循环泵(4)的进口连接。

技术总结
本申请公开了一种集气与排气组件及冷水机组，该集气与排气组件包括集气水箱，集气水箱包括本体、进液口、出液口和第一排气口，第一排气口设置于本体的顶部，进液口和出液口分别设置于本体的两端部，沿本体的高度方向，进液口的位置高度低于出液口的位置高度设置，且本体两端部面积分别大于进液口和出液口的面积。本申请的集气水箱的进液口的位置高度低于出液口的位置高度设置，且本体两端部面积分别大于进液口和出液口的面积，通过集气水箱的变径、以及冷却液的低进高出，利用冷却液和空气的密度差，使得从出液口排出的冷却液中无气体组分，空气全部从第一排气口排出，提高了循环管路的稳定性与气体排空效率。管路的稳定性与气体排空效率。管路的稳定性与气体排空效率。


技术研发人员：王先锋 谢航航 任鹏翔
受保护的技术使用者：苏州英维克温控技术有限公司
技术研发日：2023.06.25
技术公布日：2023/8/13