CN111452944A - 船舶防疫空调系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种船舶防疫空调系统及其使用方法，系统包括新风管、组合式空调箱、送风管、回风管、排风管以及热交换器；新风管一端与外界相通，另一端通过所述热交换器接入所述组合式空调箱的进风口，所述组合式空调箱的排风口连接送风管，所述送风管另一端连接各舱室布风器；回风管一端连接各舱室的回风口，另一端连接所述组合式空调箱的进风口；所述的排风管一端从回风管接出，经过所述热交换器后通向外界。本发明在常规模式下采用新风、回风直接混合的方式换热，保持高效能量利用；在防疫模式下，可实现新风、回风的无接触式热量回收，避免因新、旧风混合送往舱室导致的全船污染，同时借助变频装置进行空气调节，减少了噪音和能耗。

Description

船舶防疫空调系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及船舶空调系统，具体而言，尤其涉及一种船舶防疫空调系统及其使用方法。

背景技术

为保障船员和旅客在船上的生活舒适度，一般通过船载集中式空调系统对空气进行集中处理后再分送到各舱室，只有某些特殊舱室(例如机舱集控室)才单设专用的空气调节器。

传统的船舶中央空调系统利用风机从新风吸口及回风吸口分别吸入新风(外界空气)和回风，两者混合后经空气调节器处理，然后由主风管、支风管送至舱室的布风器供人呼吸，舱室中多余空气通过房门下部的格栅或留出的空隙流入走廊。这样的带回风的中央空调系统，一般采用普通的定频空调，无法快速应对负荷变动，长期运转功耗高，控制精度弱，并且在例如新冠病毒这样的疫情爆发时，如果不关闭回风管路极易导致全船污染，但关闭回风管路又要浪费大量能量。

发明内容

根据上述提出的现有船载集中式空调，无法快速应对负荷变动，长期运转功耗高，控制精度弱，同时在疫情爆发期间易导致全船污染的问题，而提供一种船舶防疫空调系统。本发明在正常状况下采用新风、回风混合换热，在疫情发生的状况下，采用新风、回风的无接触式热量回收，避免因新、旧风混合送往舱室导致的全船污染，同时借助变频装置进行空气调节，减少了噪音和能耗。

本发明采用的技术手段如下：

一种船舶防疫空调系统，其特征在于，包括：从外部进风的新风管、调节和循环空气的组合式空调箱、向舱室送风的送风管、从舱室回风到组合式空调箱的回风管、将空气排往外部的排风管以及用于回收能量的热交换器；所述新风管一端与外界相通，另一端通过所述热交换器接入所述组合式空调箱的进风口，所述组合式空调箱的排风口连接送风管，所述送风管另一端连接各舱室布风器；所述回风管一端连接各舱室的回风口，另一端连接所述组合式空调箱的进风口；所述的排风管一端从回风管接出，经过所述热交换器后通向外界。

进一步地，所述组合式空调箱外部为箱型机架，内部沿空气流通方向依次安装有进口滤器、加热器、加湿器、风机、冷却器以及除湿器。

进一步地，所述的新风管上设有旁通管路将所述热交换器旁通，所述旁通管路上设有旁通阀。

进一步地，所述的新风管上装有新风调节阀；所述的回风管上装有回风调节阀；所述的排风管上装有排风调节阀；所述的旁通阀、新风调节阀、回风调节阀、排风调节阀均为电动阀且均由设置在控制箱内的可编程逻辑控制器控制阀门开闭程度。

进一步地，所述的控制箱内还设置有变频装置，对电机的转速进行变频控制。

进一步地，所述的送风管上布置有消毒杀菌模块。

进一步地，所述的回风管上装有排风风机。

本发明还提供一种上述任意一项所述船舶防疫空调系统的使用方法，包括：常规模式下，外界空气通过新风口进入新风管，此时旁通阀打开，空气从旁通管路进入组合式空调箱，经过空调箱对空气降温、除湿后，风机将新鲜空气送入送风管，由布风器进入各个舱室，旧的空气从各舱室流入回风管，此时排风调节阀关闭，回风调节阀开启，回风与新风在空调箱中混合，进行热量交换，此时控制箱内的变频装置根据环境温度的改变，控制制冷压缩机和风机的电机转速；防疫模式下，回风调节阀关闭，回风不再进入组合式空调箱，此时排风调节阀打开，旁通阀关闭，新风和回风通过热交换器进行无接触式换热，同时启动消毒杀菌模块，进一步减小病毒传播的风险。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明在常规模式下采用新风、回风混合换热，保持高效能量利用，在防疫模式下，可采用热交换器实现新风、回风的无接触式热量回收，避免因新、旧风混合送往舱室导致的全船污染。

2、本发明在防疫模式下，舱室门回风栅关闭，每个舱室采用单独的回风，减小疫情发生时交叉感染风险。

3、本发明采用变频装置进行空气调节，能快速应对负荷变动，长期运转功耗低，控制精度高，噪音小。

4、本发明采用PLC控制阀件的动作，能快速切换正常模式和疫情模式，自动化程度高。

5、利用本发明方案，对现有船舶空调系统改装难度小，改造成本低。

基于上述理由本发明可在船舶空调系统优化领域广泛推广。

附图说明

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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明船舶防疫空调系统的结构示意图。

图中：1、组合式空调箱，2、消毒杀菌模块，3、送风管，4、舱室，5、布风器，6、回风口，7、回风管，8、PLC控制箱，9、变频装置，10、排风管，11、新风管，12、热交换器，13、新风调节阀，14、旁通阀，15、排风调节阀，16、回风调节阀，17、进口滤器，18、加热器，19、加湿器，20、风机，21、冷却器，22、除湿器，23、止回阀，24、排风风机，A-新风口，B-排风口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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清楚、完整地描述，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，本发明提供了一种船舶防疫空调系统，包括：从外部进风的新风管11，用于调节和循环空气的组合式空调箱1，向各舱室4送风的送风管3，从舱室4回风到组合式空调箱1的回风管7，将空气排往外部的排风管10，以及用于回收能量的热交换器12。为了避免受污染空气通过空调系统传播，回风舱室4不包括医务室。

具体地，新风管11的一端与外界相通，另一端通过所述热交换器12接入组合式空调箱1。所述送风管3一端连接组合式空调箱1，另一端与各个舱室4相连。回风管7一端与各个舱室4相连，另一端连接于组合式空调箱1排风管10一端从回风管7接出，经过所述热交换器12后通向外界。进一步地，各舱室4内装有布风器5与所述送风管3相连；所述的每个舱室4内布置有回风口6与回风管相连，回风口6后有止回阀23布置于回风管7上，作为优选，所述的止回阀23可选用板式止回阀，可以防止回风在回风管7内串气倒流回舱室4，造成交叉污染。

作为本发明较佳的实施方式，组合式空调箱1安装于甲板上独立的空调间。其外部为箱型机架，内部按照空气流通方向依次安装有进口滤器17、加热器18、加湿器19、风机20、冷却器21以及除湿器22。夏季工况时冷却器21，除湿器22起作用，对空气降温除湿；冬季工况时加热器18，加湿器19起作用，对空气加温加湿。

作为本发明较佳的实施方式，新风管11上设有旁通管路将所述热交换器12旁通，旁通管路上设有旁通阀14，由于热交换器12的风阻较大，正常状况下新风从旁通管路流过，避免增加风机20送风的能耗。上述新风管11上装有新风调节阀13，对新风量进行实时监控和调节，防疫模式下，回风调节阀16关闭后，为避免总送风量减少，新风调节阀13开大，送入更多新风。

作为本发明较佳的实施方式，排风口B应当远离新风口A，避免疫情发生时舱室排风进入新风口A，并且排风口B不设在人员活动区域，降低疫情发生时人员感染风险，作为优选，排风口B处还可加装消毒装置，防止病毒扩散，污染港口。

作为本发明较佳的实施方式，热交换器12可选用板式换热器，不需要传动设备，不需消耗电力，设备费用低，结构简单，运行安全可靠，而且不需要中间热媒，没有温差损失，换热时新风和旧风不直接接触，不存在空气间的交叉污染；

作为本发明较佳的实施方式，送风管3上布置有消毒杀菌模块2，作为优选，可采用紫外线灯布置于送风管3内部，可有效的杀灭病毒和细菌，紫外线灯占用的空间小，功率也不是很大，在改造方案中也容易实现。

进一步地，回风管7上装有排风风机24，可以更好保证舱室4的排风效果，作为优选，所述排风风机24可选用变频风机，与空调箱风机20配合可调整舱室4为正压或负压状态。回风管上装有回风调节阀16，调节回风的利用量。排风管上装有排风调节阀15。上述旁通阀14、新风调节阀13、回风调节阀16、排风调节阀15均为电动阀，由可编程逻辑控制器(PLC，Programmable Logic Controller)控制箱8来控制阀的动作。PLC控制箱8内还设有变频装置9，可通过变频控制风机20、制冷压缩机电机的转速，实现快速制冷(制热)、节能、精确控制温度。

本发明实施例的另一方面还给出了一种上述船舶防疫空调系统的使用方法，以夏季工况为例，主要包括：

常规模式下，外界空气通过新风口A进入新风管11，此时旁通阀14打开，空气从旁通管路进入组合式空调箱1，经过冷却器21、除湿器22对空气降温、除湿后，风机20把新鲜空气送入送风管3，由布风器5进入各个舱室4，旧的空气从各舱室4经过回风口6流入回风管7，此时排风调节阀15关闭，回风调节阀16开启，回风与新风先在空调箱1中混合，进行热量交换，再经过空冷器21，减少了空冷器21冷却新风的能耗，按照环境温度的改变，PLC控制箱8内的变频装置9，控制制冷压缩机和风机20的电机转速随之快速调整，可减少空调噪音和能耗。

防疫模式下，为防止因新、旧风混合送往舱室4导致的全船污染，回风调节阀16关闭，回风不再进入空调箱1，此时排风调节阀15打开，旁通阀14关闭，新风和回风通过热交换器12进行无接触式换热，节省能耗，消毒杀菌模块2此时也可启动，进一步减小病毒传播的风险。

本发明所述的船舶防疫空调系统在正常状况下采用新风、回风混合换热，保持高效能量利用，在疫情发生的状况下，可采用热交换器实现新风、回风的无接触式热量回收，避免因新、旧风混合送往舱室导致的全船污染，同时借助变频装置进行空气调节，减少了噪音和能耗。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种船舶防疫空调系统，其特征在于，包括：从外部进风的新风管(11)、调节和循环空气的组合式空调箱(1)、向舱室(4)送风的送风管(3)、从舱室(4)回风到组合式空调箱(1)的回风管(7)、将空气排往外部的排风管(10)以及用于回收能量的热交换器(12)；

所述新风管(11)一端与外界相通，另一端通过所述热交换器(12)接入所述组合式空调箱(1)的进风口，所述组合式空调箱(1)的排风口连接送风管(3)，所述送风管(3)另一端连接各舱室布风器(5)；

所述回风管(7)一端连接各舱室的回风口(6)，另一端连接所述组合式空调箱(1)的进风口；

所述的排风管(10)一端从回风管(7)接出，经过所述热交换器(12)后通向外界。

2.根据权利要求1所述的船舶防疫空调系统，其特征在于，所述组合式空调箱(1)外部为箱型机架，内部沿空气流通方向依次安装有进口滤器(17)、加热器(18)、加湿器(19)、风机(20)、冷却器(21)以及除湿器(22)。

3.根据权利要求1所述的船舶防疫空调系统，其特征在于，所述的新风管(11)上设有旁通管路将所述热交换器(12)旁通，所述旁通管路上设有旁通阀(14)。

4.根据权利要求3所述的船舶防疫空调系统，其特征在于，所述的新风管(11)上装有新风调节阀(13)；所述的回风管(7)上装有回风调节阀(16)；所述的排风管(10)上装有排风调节阀(15)；

所述的旁通阀(14)、新风调节阀(13)、回风调节阀(16)、排风调节阀(15)均为电动阀且均由设置在控制箱(8)内的可编程逻辑控制器控制阀门开闭程度。

5.根据权利要求4所述的船舶防疫空调系统，其特征在于，所述的控制箱(8)内还设置有变频装置(9)，对电机的转速进行变频控制。

6.根据权利要求1所述的船舶防疫空调系统，其特征在于，所述的送风管(3)上布置有消毒杀菌模块(2)。

7.根据权利要求1所述的船舶防疫空调系统，其特征在于，所述的回风管(7)上装有排风风机(24)。

8.一种权利要求1-7中任意一项所述船舶防疫空调系统的使用方法，其特征在于，包括：

常规模式下，外界空气通过新风口进入新风管(11)，此时旁通阀(14)打开，空气从旁通管路进入组合式空调箱(1)，经过所述组合式空调箱(1)对空气降温、除湿后，风机(20)将新鲜空气送入送风管(3)，由布风器(5)进入各个舱室(4)，旧的空气从各舱室(4)流入回风管(7)，此时排风调节阀(15)关闭，回风调节阀(16)开启，回风与新风在组合式空调箱(1)中混合，进行热量交换，此时控制箱(8)内的变频装置(9)根据环境温度的改变，控制制冷压缩机和风机(20)的电机转速；

防疫模式下，回风调节阀(16)关闭，回风不再进入组合式空调箱(1)，此时排风调节阀(15)打开，旁通阀(14)关闭，新风和回风通过热交换器(12)进行无接触式换热，同时启动消毒杀菌模块，进一步减小病毒传播的风险。

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