CN105730669A - 一种船舶空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全海域船舶空调系统和船舶空调系统的控制方法，该系统包括传统的海水源热泵系统，船舶余热系统，以及海水供给系统，通过管路的切换达到装置的调节，实现夏季制冷，冬季制热，当船舶航行在寒冷海域时，海水源热泵与船舶主机余热耦合为船舶供热；当船舶航行在高温海域时，放下可收缩管道，利用深层海水作为船舶空调的冷源，此时部分海水经过压缩机冷却系统为空调压缩机降温。本发明不但解决了常规用海水源热泵系统不能全海域运行的技术障碍，同时有效的利用船舶的余热以及海水的冷热源，提高了船舶能量的利用率，节约了船舶能量，使船舶无论在全球哪个海域航行时都能低能耗、低排放和高能效运行。

Description

一种船舶空调系统
技术领域
本发明属于空调工程技术领域，尤其是涉及一种船舶上使用的新型空调技术。
背景技术
当今远洋船舶航行在全球海域上，船舶在航行过程中外界环境气候和海况经常会发生剧烈变化，船舶舱室内的环境会随着外界的环境发生变化，而作为提供人工环境的空调系统也应该做出相应的变化。但是现在船舶空调系统还有很多问题没有得到解决：比如，船舶航行在寒冷海域时，外界环境温度过低，通常会遇到空调制热效果差，甚至不能制热的情况；以及船舶航行在高温海域时，外界环境温度过高，通常会遇到空调制冷效果差的情况。因此，当船舶航行在全球各海域时，会遇到各种恶劣的环境，船舶空调系统如果不能为船员的舱室提供舒适的居住环境，船员在船舶上就不能很好的休息、工作。
发明内容
发明目的：本发明提供一种船舶空调系统，实现空调系统制冷和制热的切换，解决船舶航行在寒冷海域制热困难的问题，以及船舶航行在高温海域制冷困难的问题。
技术方案：本发明提供的船舶空调系统，包括压缩机、管路切换装置、第一换热器、第二换热器、气液分离器；所述管路切换装置通过切换将压缩机、第一换热器、第二换热器、气液分离器形成切换一路或者切换二路，切换一路为压缩机到第一换热器、再到第二换热器、再到气液分离器、再回到压缩机的回路；切换二路为压缩机到第二换热器、再到第一换热器、再到气液分离器、再回到压缩机的回路；还包括设置在船舶主机冷却水出口处的主机冷却水管路，所述主机冷却水管路与第二换热器的入水口相连。
本发明提供的船舶空调系统的控制方法，该方法包括以下步骤：
(1)设定环境低温阈值和环境高温阈值；
(2)第一温度传感器检测外界环境温度；
(3)若检测到的外界环境温度低于所述环境低温阈值，切换一路导通，系统开启制热模式；
(4)若检测到的外界环境温度高于所述环境高温阈值，切换二路导通，系统开启制冷模式。
有益效果：本发明提供了一种船舶空调系统，通过合理切换管路，实现空调制冷和制热的切换；船舶余热利用系统利用船舶主机冷却水作为船舶空调系统的热源，解决了船舶航行在寒冷海域制热困难的问题；通过增加电加热器，提高空调制热效率。
进一步的，包括延伸入船舶外界水体的可收缩管道和水泵，所述可收缩管道与水泵入水口相连，所述水泵出水口与所述第二换热器的入水口相连。这样，海水供给装置利用深层低温海水作为船舶空调系统的冷源，解决了船舶航行在高温海域空调制冷效果差的问题；通过为压缩机添加换热器，使船舶行驶在高温海域时，利用海水替代传统的风冷为压缩机降温，大大提高压缩机的工作效率，进而提升空调的工作效率。本发明解决了常规用海水源热泵系统不能全海域运行的技术障碍，同时有效的利用船舶的余热以及海水的冷热源，提高了船舶能量的利用率，节约了船舶能量，使船舶无论在全球哪个海域航行时都能低能耗、低排放和高能效运行。
本发明提供了一种船舶空调系统的控制方法，通过设定温度阈值，并将环境温度和海水温度与设定的温度阈值相对比，根据具体情况选择阀门的开断，选择使用不同的冷热源，达到节能高效的效果。
附图说明
图1是船舶空调系统的总体结构示意图；
图2是船舶空调系统航行在寒冷海域的原理图；
图3是船舶空调系统航行在高温海域的原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，该系统包括传统的海水源热泵系统，余热利用系统，以及海水供给系统。海水源热泵系统包括压缩机1，管路切换装置2，位于室内的第一换热器3，电子膨胀阀4，干燥过滤器5，第二换热器6，电加热器7和气液分离器8。其中，本实施例中采用的管路切换装置是四通阀，也可以用本领域中常用的其他双路切换装置。所述压缩机1的出口与四通阀2的a端相连，所述第一换热器3的一端制冷剂管道口与四通阀2的d端相连，第一换热器3的另一端制冷剂管道口通过电子膨胀阀4与干燥过滤器5的一端相连，干燥过滤器5的另一端与第二换热器6的一端制冷剂管道口相连，第二换热器6的另一端制冷剂管道口与电加热器7的一端相连，电加热器7的另一端连接四通阀2的b端，所述气液分离器8的入口与四通阀c端相连，气液分离器8的出口与压缩机1的入口相连。电加热器7的作用是使制冷剂在经过第二换热器6后进一步蒸发，提高制冷剂的蒸发效率，进而提高空调的制热效率。余热利用系统是在船舶主机冷却出水口设置一主机冷却水管路9，用于在低温海域为空调系统提供热源。
在压缩机1的进水口处增设第三换热器11，当船舶航行在高温海域时，通过利用海水替代传统的风冷为压缩机1降温，提高压缩机1的工作效率，进而提高船舶空调的制冷效率。海水供给系统包括水泵10和可收缩管道12，水泵10的出水口与所述第二换热器6的进水口相连，可收缩管道12设置在水泵10之前，用于吸取较深层海水用作冷源，在可收缩管道后增设水处理装置19，将深层海水处理后经水泵抽取利用。
第一阀门13设在水泵10的出水口处，用于控制海水流入，也可以防止冷却水流入水泵支路；第二阀门14设在主机冷却水管路9上，用于控制船舶主机冷却水流入，也可以防止海水流入主机冷却水管路9；第三阀门15和第四阀门16分别设在第二换热器6的进水口和第三换热器11的进水口处，用于控制水流量大小；第三阀门15和第四阀门16的开度可调节。
系统还设有用于检测室外空气温度的第一温度传感器17和用于检测海水温度的第二温度传感器18。
首先设定环境高温阈值和环境低温阈值，例如将环境高温阈值设定为25℃，环境低温阈值设定为15℃。另外，设定海水高温阈值和海水低温阈值，例如将海水高温阈值设定为20℃，海水低温阈值设定为10℃。如图1和2所示，当第一温度传感器17检测到环境温度低于15℃时，判定此时船舶航行在寒冷海域，调节四通阀，使ad端连通、bc端连通，此时，制冷剂沿A方向移动。当第二温度传感器18检测到海水温度低于10℃时，将第一阀门13和第四阀门16关闭，开启第二阀门14，第三阀门15开度可调节。此时，制冷剂在第二换热器6中与船舶主机的冷却水换热后蒸发，通过电加热器7时进一步蒸发，经过气液分离器8进入压缩机1，通过压缩机1后进入第一换热器3与室内的空气进行热交换，并开始冷凝，之后经过电子膨胀阀4，进一步冷凝，通过干燥过滤器5后进入第二换热器6，从而达到一个制热循环。利用船舶余热与海水源热泵耦合，作为船舶空调制热的热源，可以解决船舶航行在寒冷海域制热困难的问题。
如图1和3所示，当第一温度传感器17检测到环境温度高于25℃时，判定此时船舶航行在高温海域，调节四通阀2，使ab端连通、cd端连通，此时，制冷剂沿B方向移动。打开第一阀门13，关闭第二阀门14，第三阀门15和第四阀门16的开度可调节。当第二温度传感器18检测到海水温度高于20℃时，将可收缩管道12放入到较深层海水中，深层海水被水泵10抽取出来，进入第二换热器6和第三换热器11中进行换热，制冷剂在第二换热器6中冷凝，通过干燥过滤器5后进入电子膨胀阀4中进一步冷凝，进入第一换热器3与室内空气进行换热，并蒸发带走室内的热量，进入气液分离器8后通过压缩机1回到第二换热器6中，从而完成一个制冷循环。利用深层海水作为船舶空调制冷的冷源，可以解决船舶航行在高温海域制冷效果差的问题。
当第一温度传感器17检测到环境温度在15℃～25℃时，判定船舶航行在温带海域，海水源热泵系统正常工作，此时不利用船舶余热和深层海水。

Claims (10)

1.一种船舶空调系统，其特征在于，包括压缩机、管路切换装置、第一换热器、第二换热器、气液分离器；所述管路切换装置通过切换将压缩机、第一换热器、第二换热器、气液分离器形成切换一路或者切换二路，切换一路为压缩机到第一换热器、再到第二换热器、再到气液分离器、再回到压缩机的回路；切换二路为压缩机到第二换热器、再到第一换热器、再到气液分离器、再回到压缩机的回路；还包括设置在船舶主机冷却水出口处的主机冷却水管路，所述主机冷却水管路与第二换热器的入水口相连。
2.根据权利要求1所述的船舶空调系统，其特征在于，还包括延伸入船舶外界水体的可收缩管道和水泵，所述可收缩管道与水泵入水口相连，所述水泵出水口与所述第二换热器的入水口相连。
3.根据权利要求2所述的船舶空调系统，其特征在于，还包括第三换热器，所述第三换热器的入水口与水泵的出水口相连。
4.根据权利要求3所述的船舶空调系统，其特征在于，还包括位于水泵出水口处的第一阀门，位于主机冷却水管路上的第二阀门，位于第二换热器入水口处的第三阀门和位于第三换热器入水口处的第四阀门，所述第三阀门和第四阀门的开度可调节。
5.根据权利要求1至4任一所述的船舶空调系统，其特征在于，所述管路切换装置为四通阀，所述四通阀包括a、b、c、d四个端口，所述四通阀a端与压缩机相连，四通阀b端与第二换热器的一端制冷剂管道口相连，四通阀c端与气液分离器入口相连，四通阀d端与第一换热器的一端制冷剂管道口相连。
6.根据权利要求1至4任一项所述的船舶空调系统，其特征在于，还包括电加热器，所述电加热器连接在第二换热器与压缩机之间。
7.根据权利要求1至4任一所述的船舶空调系统，其特征在于，还包括用于测量外界空气的第一温度传感器和用于测量海水温度的第二温度传感器。
8.如权利要求2至7中任一项所述船舶空调系统的控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)设定环境低温阈值和环境高温阈值；
(2)第一温度传感器检测外界环境温度；
(3)若检测到的外界环境温度低于所述环境低温阈值，切换一路导通，系统开启制热模式；
(4)若检测到的外界环境温度高于所述环境高温阈值，切换二路导通，系统开启制冷模式。
9.根据权利要求8所述的船舶空调系统的控制方法，其特征在于，所述步骤(3)还包括以下步骤：
(31)设定海水低温阈值；
(32)第二温度传感器检测海水温度；
(33)若检测到的海水温度低于海水低温阈值，将主机冷却水管路导通，使冷却水流入第二换热器作为空调系统的热源。
10.根据权利要求8所述的船舶空调系统的控制方法，其特征在于，所述步骤(4)还包括以下步骤：
(41)设定海水高温阈值；
(42)第二温度传感器检测海水温度；
(43)若检测到的海水温度高于海水高温阈值，将可收缩管道伸入较深层海水，通过水泵抽取较深层海水作为空调系统的冷源。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106275357A (zh) * 2016-08-31 2017-01-04 安徽远东船舶有限公司 一种船用水源热泵空调系统
CN106585944A (zh) * 2016-12-11 2017-04-26 黄浩 一种船舶中循环式制冷系统
CN108995790A (zh) * 2018-06-13 2018-12-14 武汉理工大学 一种余热回收式船舶空调系统
CN109501999A (zh) * 2018-11-30 2019-03-22 益阳中海船舶有限责任公司 海巡船用的空调系统
CN110949650A (zh) * 2019-12-04 2020-04-03 泰豪科技股份有限公司 一种空调防冻系统及其控制方法
CN114162301A (zh) * 2021-12-17 2022-03-11 深圳市酷凌时代科技有限公司 水上散热系统
CN117154133A (zh) * 2023-10-30 2023-12-01 招商局海洋装备研究院有限公司 一种船用燃料电池综合热管理系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2909070Y (zh) * 2005-08-22 2007-06-06 夏北光 船舶水源热泵空调系统
CN202848017U (zh) * 2012-10-26 2013-04-03 中国葛洲坝集团机械船舶有限公司 一种高效节能船舶空调系统
CN103770927A (zh) * 2012-10-26 2014-05-07 中国葛洲坝集团机械船舶有限公司 一种高效节能船舶空调系统
CN104354847A (zh) * 2014-10-10 2015-02-18 江苏科技大学 一种高效船用海水源热泵空调系统及其控制方法
KR20150027418A (ko) * 2013-09-03 2015-03-12 대우조선해양 주식회사 선박의 냉난방 시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2909070Y (zh) * 2005-08-22 2007-06-06 夏北光 船舶水源热泵空调系统
CN202848017U (zh) * 2012-10-26 2013-04-03 中国葛洲坝集团机械船舶有限公司 一种高效节能船舶空调系统
CN103770927A (zh) * 2012-10-26 2014-05-07 中国葛洲坝集团机械船舶有限公司 一种高效节能船舶空调系统
KR20150027418A (ko) * 2013-09-03 2015-03-12 대우조선해양 주식회사 선박의 냉난방 시스템
CN104354847A (zh) * 2014-10-10 2015-02-18 江苏科技大学 一种高效船用海水源热泵空调系统及其控制方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106275357A (zh) * 2016-08-31 2017-01-04 安徽远东船舶有限公司 一种船用水源热泵空调系统
CN106585944A (zh) * 2016-12-11 2017-04-26 黄浩 一种船舶中循环式制冷系统
CN106585944B (zh) * 2016-12-11 2019-01-04 黄浩 一种船舶中循环式制冷系统的使用方法
CN108995790A (zh) * 2018-06-13 2018-12-14 武汉理工大学 一种余热回收式船舶空调系统
CN109501999A (zh) * 2018-11-30 2019-03-22 益阳中海船舶有限责任公司 海巡船用的空调系统
CN110949650A (zh) * 2019-12-04 2020-04-03 泰豪科技股份有限公司 一种空调防冻系统及其控制方法
CN114162301A (zh) * 2021-12-17 2022-03-11 深圳市酷凌时代科技有限公司 水上散热系统
CN117154133A (zh) * 2023-10-30 2023-12-01 招商局海洋装备研究院有限公司 一种船用燃料电池综合热管理系统
CN117154133B (zh) * 2023-10-30 2024-03-12 招商局海洋装备研究院有限公司 一种船用燃料电池综合热管理系统

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