CN101799191B - 一种船舶用水源热泵柜式空调 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种船舶用水源热泵柜式空调，包括置有空气冷却加热器的空气处理风道、置有新排风热湿回收器的新排风风道与带空气冷却加热器的水源热泵装置，解决了现行船舶用柜式空调新排风无法调节，能源消耗大与不舒适等问题，本发明的水源热泵装置为空气处置提供夏季冷量与冬季热量，冬季供热包括余热加热，实现舱内空调目的，本发明通过分别设置在排风风道，新风风道与回风风道上的调节阀，根据舱内新风与正压需求调节上述三者的风量，以满足人体卫生与舒适需求，又达到节能的目的，本发明设置在新排风风道上的新排风热湿回收器，减少了新风能耗，节能一次能源。

Description

一种船舶用水源热泵柜式空调
技术领域
本发明涉及一种船舶用柜式空调。
前景技术
现行船舶用柜式空调，一般是直接布置于空调船舱内的水冷式柜式空调，包括水冷式空气冷却制冷装置和新回风空气处理装置，所述水冷式空气冷却制冷装置包括一压缩机、一空气冷却器、一水冷冷凝器，一膨胀阀，所述新回风空气处理装置包括回风过滤器、新风过滤器、空气冷却器，蒸汽(或电)空气加热器，送风风机。其工作原理是：夏季，新风回风分别经过过滤器过滤后，混合进入空气冷却器被低温低压液态工质蒸发吸热降温除湿，经风机送入船舱内，实现空调的目的，所述低温低压液态工质吸热蒸发后变为低温低压气态工质，经工质管被所述制冷装置的压缩机吸入压机内压缩成高温高压气体工质排出压机，所述高温高压液态工质，该工质经工质管进入膨胀阀节流成低压低温液态工质，进入空气冷却器中再次蒸发吸热，完成循环连续冷却空气的工作。冬季，新风回风分别经过过滤器过滤后，进入蒸汽(或电)加热器加热升温被送风风机送入船舱内，实现冬季供热的目的，冬夏进入的新风靠舱内正压经门窗缝隙排出舱外。
现行船舶用柜式空调存在如下缺陷：
1、船舱内人员密度大，同时，变化也大，为满足人体卫生要求，对新风的需求也大，并要求有调节功能。现行水冷式柜式空调只能按一个固定的新回风比例运行，无法调节新风量。因而要么新风过多造成能源的浪费，要么新风不够，对人体建康造成影响。
2、现行船舶用柜式空调的排风，靠正压从门窗缝隙排出，当新风量较大时，房间正压值较大且无法调控，造成门窗开启困难。
3、现行船舶用柜式空调的排风，不论夏季与冬季，由于没有热湿回收功能，加上船舶空调要求新风量大于等于总风量的50％，造成冷热量和含湿量浪费。
4、现行船舶柜式空调，冬季加热采用蒸汽或电加热，没有充分利用船舶废弃热与水体可再生自然能源，加大一次能源的消耗量，并且一次能源利用率低。
5、现行船舶柜式空调冬季一般没有加湿功能，船舱内湿度无法调控，造成人体不舒适。
发明内容：
针对上述不足，本发明提供一种船舶用带新排风热湿回收，新排回风可调节的水源热泵柜式空调。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明一种船舶用水源热泵柜式空调，包括置有空气冷却加热器的空气处理风道、置有新排风热湿回收器的新排风风道与带空气冷却加热器的水源热泵装置。所述水源热泵装置包括一压缩机，一四通阀、一水源侧干式蒸发冷凝器，一膨胀阀与设置在空气处理风道中的一空气冷却加热器，所述压缩机排气口通过工质管连接四通阀的一个端口，该四通阀的另三个端口通过工质管分别与空气冷却加热器一个端口，水源侧干式蒸发冷凝器一个端口和所述压缩机的吸气口连接，所述空气冷却加热器的另一个端口连接所述膨胀阀的一个端口，该膨胀阀的另一端口经工质管与所述水源侧干式蒸发冷凝器另一端口连接，所述水源侧干式蒸发冷凝器的两个水路接口经水管与水源连接，形成水源热泵装置的工作循环；所述新排风风道包括依次置有新风口、新风过滤器、新排风热湿回收器、新风加湿器、新风调节阀、新回风混合箱的新风风道与依次置有回排风分离箱、排风调节阀、新排风热湿回收器、排风风机与排风口的排风风道；所述空气处理风道包括依次置有回风风口、回风过滤器、回排风分离箱、回风调节阀、与新风风道共置的新回风混合箱、水源热泵装置的空气冷却加热器、余热加热器、送风风机与送风风口。所述分别设置于新风风道上的新风调节阀、空气处理风道上的回风调节阀与排风风道上的排风调节阀为联动调节关系；所述设置于新排风风道上的新排风热湿回收器为空气热湿交换器，包括空气显热交换器与全热交换器；所述设置在新风风道上的空气加湿器，包括湿膜加湿器、蒸汽加湿器、电极加湿器以及超声波加湿器；所述设置在空气处理风道上的空气余热加热器，包括蒸汽加热器与热水加热器。所述置有空气冷却加热器的空气处理风道、置有新排风热湿回收器的新排风风道与带空气冷却加热器的水源热泵装置结构上为整装组合关系。其工作原理如下：夏季舱外新风经过滤后，进入新排风热湿回收器被降温除湿，经新风调节阀进入新回风混合箱，回风经过滤后进入回排风分离箱与排风分离，一部分回风经回风调节阀进入新回风混合箱，与进入该混合箱的新风混合成混合风，该混合风进入水源热泵装置的空气冷却加热器，被水源热泵装置中工作的低温低压液态工质蒸发吸热而降温除湿，再经送风风机送到舱内，实现空调目的，所述从回排风分离箱分离出来的另一部分舱内回风作为排风，经排风调节阀进入新排风热湿回收器被加热增湿后，被排风风机经风管排出舱外。所述水源热泵装置的空气冷却加热器中低温低压液态工质蒸发吸热变成低温低压气态工质，经工质管与四通阀被压缩机吸入，并压缩成高温高压气态工质后，从压缩机排气口排出，该高温高压气态经工质管与四通阀进入水源侧干式蒸发冷凝器被水源冷却成高温高压的液态工质，再经工质管进入膨胀阀节流变成低温低压液态工质后，经置于空气处理风道上的空气冷却加热器中再次蒸发吸热，完成循环并连续为空气降温除湿工作；冬季，舱外新风经新排风热湿回收器中与舱内排风进行热湿交换后升温加湿，进入新风加湿器再次加湿，进入新回风混合箱中与回风混合，然后进入由水源热泵反向工作的空气冷却加热再次加热升温或用余热加热升温后，被送风风机送入舱内，实现冬季空调的目的，所述排风经新排风热湿回收器降温除湿后，由排风机排出舱外。
由于采用上述技术方案本发明与现行船舶用柜式空调比较具有以下技术效果：
1、新风排风与回风通过分别置于所述新风风道，排风回道与回风风道上的调节阀实现联动调节，可根据舱内人员多少与正压需求调节新风量，排风量与回风量，达到既满足人体卫生要求，又能节约能耗。
2、经过所述新排风热湿回收器，新风与排风进行热湿交换，新风回收利用了排风所要废弃的冷热量与含湿量，减少所述水源热泵需输出冷量与热量，节能水源热泵能耗，同时也减少冬季新风加湿器的加湿量。节省了冬季加湿能耗。
3、本发明所述空气处理风道装置有空气余热加热器，冬季可利用船舶余热(废弃热)对空气进行加热升温处理，无需启动水源热泵系统，节约一次能耗。
4、当船舶余热不能满足冬季空调加热时，本发明所述水源热泵装置启动热泵制热循环工作，充分利用水体自然可再生能源为空气加热，实现冬季空调的目的，无需直接消耗电或蒸汽，具有节能减排效益。
5、本发明在新风风道置有新风加湿器，冬季通过调控加湿器的加湿量确保空调舱内的舒适度。
附图说明
附图为本发明一种船舶用水源热泵柜式空调，其中编号1-送风风机，2-空气余热加热器，3-空气冷却加热器，4-送风口，5-排风口，6-排风风机，7-膨胀阀，8-新排风热湿回收器，9-回风过滤器，10-回风口，11-排风调节阀，12-回风调节阀，13-新风调节阀，14-新风加湿器，15-新风过滤器，16-新风口，17-水源侧干式蒸发冷凝器，18-压缩机，19-四通阀，20-回排风分离箱，21-新回风混合箱。
具体实施例
参照附图，本发明一种船舶用水源热泵柜式空调，包括置有空气冷却加热器的空气处理风道、置有新排风热湿回收器的新排风风道与带空气冷却加热器的水源热泵装置，所述水源热泵装置包括一压缩机18、一四通阀19、一水源侧干式蒸发冷凝器17、一膨胀阀7与设置在空气处理风道中的一空气冷却(加热)器3，所述压缩机18排气口，经工质管连接所述四通阀19的一个端口，该四通阀19的另外三个端口通过工质管分别与空气冷却加热器3的一个端口，水源侧干式蒸发冷凝器17的一个端口和所述压缩机18的吸气口连接，所述空气冷却加热器3的另一个端口经工质管连接所述膨胀阀7的一个端口，该膨胀阀7的另一个端口经工质管与所述水源侧干式蒸发冷凝器17另一端口连接，所述水源侧干式蒸发冷凝器17的两个水路接口经水管与水源连接，形成水源热泵装置的工作循环；所述新排风风道包括依次设置有新风风口16，新风过滤器15，新排风热湿回收器8，新风加湿器14，新风调节阀13与空气处理风道共置的新回风混合箱21的新风风道与依次设置有与空气处理风道共置的回排分离箱20，排风调节阀11，与新风风道共置的新排风热湿回收器8，排风风机6与排风口5的排风风道；所述空气处理风道包括依次设置的舱内回风口10，回风过滤器9、回排风分离箱20，回风调节阀12，新回风混合箱21，水源热泵装置的空气冷却加热器3，空气余热加热器2，送风风机1与送风口4。
其工作原理如下：
夏季，舱外新风经新风过滤器16过滤后，进入新排风热湿回收器与排风进行热湿交换，被降温除湿后，再经新风调节阀13进入设置在空气处理风道中的新回风混合箱21，舱内回风经回风过滤器9过滤后，进入回排风分离箱20分离一部分舱内风形成排风，另一部分舱内回风经回风调节阀12进入新回风混合箱21，与进入该箱的新风混合形成混合风，该混合风再进入水源热泵装置的空气冷却加热器3，经水源热泵装置中工作的低温低压液态工质蒸发气化吸热后，被降温除湿，被送风风机1与送风口4送到舱内，实现空调的目的；所述从回排风分离箱20分离出来的另一部分舱内风作为排风，经过排风调节阀11进入新排风热湿回收器，被所述新风加热升温增湿后，经排风风机6与排风口5排出舱外，所述水源热泵装置的空气冷却加热器3中的低温低压液态工质蒸发吸热后变成低温低压的气态工质，经工质管与四通阀19被所述压缩机18吸入，经压缩机18压缩成高温高压的气态工质，从压缩机18排气口排出，该高温高压气态工质经工质管与四通阀19进入水源侧干式蒸发冷凝器17，被水源冷却成高温高压的液态工质，再经工质管进入膨胀阀7节流变成低温低压液态工质后，进入置于空气处理风道上的空气冷却加热器3中再次蒸发吸热与气化，完成循环并连续为空气降温除湿工作；冬季，舱外新风经新排热湿回收器中被舱内排风加热升温增湿后，经新风加湿器中再次加湿，进入新回风混合箱21中与回风混合，然后进入由水源热泵反向工作的空气冷却加热器3再次加热升温或用余热加热器2加热升温，被送风风机1经送风口4送入舱内，实现冬季空调的目的。所述排风经新排风热湿回收器8，被新风降温减湿后，由排风机6经排风口5与风管排出舱外。

Claims (6)

1.一种船舶用水源热泵柜式空调，其特征在于：包括置有空气冷却加热器的空气处理风道、置有新排风热湿回收器的新排风风道与带空气冷却加热器的水源热泵装置，所述水源热泵装置包括一压缩机、一四通阀、一水源侧干式蒸发冷凝器、一膨胀阀与设置在空气处理风道中的一空气冷却加热器，所述压缩机排气口通过工质管连接四通阀的一个端口，该四通阀的另三个端口通过工质管分别与空气冷却加热器一个端口，水源侧干式蒸发冷凝器一个端口和所述压缩机的吸气口连接，所述空气冷却加热器的另一个端口连接所述膨胀阀的一个端口，该膨胀阀的另一端口经工质管与所述水源侧干式蒸发冷凝器另一端口连接，所述水源侧干式蒸发冷凝器的两个水路接口经水管与水源连接，形成水源热泵装置的工作循环；所述新排风风道包括依次置有新风口、新风过滤器、新排风热湿回收器、新风加湿器、新风调节阀、新回风混合箱的新风风道与依次置有回排风分离箱、排风调节阀、与新风风道共置的新排风热湿回收器、排风风机与排风口的排风风道；所述空气处理风道包括依次置有回风口、回风过滤器、与排风风道共置的回排风分离箱、回风调节阀、与新风风道共置的新回风混合箱、水源热泵装置的空气冷却加热器、余热加热器、送风风机与送风风口。
2.根据权利要求1所述的一种船舶用水源热泵柜式空调，其特征在于：分别设置于新风风道上的新风调节阀、空气处理风道上的回风调节阀与排风风道上的排风调节阀为联动调节关系。
3.根据权利要求1所述的一种船舶用水源热泵柜式空调，其特征在于：设置于新排风风道上的新排风热湿回收器为空气热湿交换器，包括空气显热交换器与全热交换器。
4.根据权利要求1所述的一种船舶用水源热泵柜式空调，其特征在于：设置在新风道上的空气加湿器，包括湿膜加湿器、蒸汽加湿器、电极加湿器以及超声波加湿器。
5.根据权利要求1所述的一种船舶用水源热泵柜式空调，其特征在于：设置在空气处理风道上的空气余热加热器，包括蒸汽加热器与热水加热器。
6.根据权利要求1所述的一种船舶用水源热泵柜式空调，其特征在于：所述置有空气冷却加热器的空气处理风道、置有新排风热湿回收器的新排风风道与带空气冷却加热器的水源热泵装置结构上为整装组合关系。
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