CN112623177A - 一种船舶新风温控系统及风温控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种船舶新风温控系统，包括制冷机构和循环机构；制冷机构设于舱室顶部；制冷机构包括半导体制冷片；半导体制冷片的制冷面设于舱室内，半导体制冷片的散热面设于舱室外；制冷面下方设有倾斜通道；循环机构设于舱室底部；循环机构包括水箱；水箱顶部设有入气管和出气管，水箱通过入气管和出气管与舱室内部连通；同时本申请还提供了一种船舶风温控制方法,通过设定舱室的环境低温阈值和C02浓度阈值，将所检测的环境指标对比所设定的阈值从而开关制冷机构或循环机构。本申请利用半导体制冷片进行降温，制冷速度快、使用能耗低；循环机构可对舱室内污浊的空气进行净化，从而降低空气中的CO2浓度和粉尘。

Description

一种船舶新风温控系统及风温控制方法

技术领域

本发明涉及船舶工程技术领域，具体而言，涉及一种船舶新风温控系统及风温控制方法。

背景技术

船舶作为海上重要的交通运输工具，其环境受自身因素和外界环境因素的综合影响较大。船舶空调对于控制船舱内的温湿度，提高船员和乘客的舒适性以及对食物的储藏都有着重要的作用，同时，船仓内空气流通性较差，污浊的空气会影响人体健康和食物的新鲜度。目前，船舶空调主要以蒸汽压缩式制冷为主，靠近所述蒸汽压缩式制冷机的空气温度低，远离所述蒸汽压缩式制冷机的空气温度高，船仓内各区域制冷不均匀，同时，所述蒸汽压缩式制冷机的能耗大、缺少净化空气的功能且使用的制冷剂会破坏生态系统。

发明内容

基于此，为了解决现有船舶温控系统及控制方法能耗大、制冷效果差、不环保且缺少空气净化作用的问题，本发明提供了一种船舶新风温控系统及控制方法，其具体技术方案如下：

一种船舶新风温控系统，包括制冷机构和循环机构；所述制冷机构设于舱室顶部；所述制冷机构包括半导体制冷片；所述半导体制冷片的制冷面设于所述舱室内，所述半导体制冷片的散热面设于所述舱室外；所述制冷面下方设有倾斜通道；所述循环机构设于所述舱室底部；所述循环机构包括水箱；所述水箱顶部设有入气管和出气管；所述水箱通过所述入气管和所述出气管与所述舱室内部连通。

上述船舶新风温控系统利用所述半导体制冷片进行降温，可实现高精度的温度控制，所述半导体制冷片不仅制冷速度快、使用能耗低，同时通过所述制冷面下的所述倾斜通道形成空气循环，使冷空气均匀扩散到所述舱室的各个区域，使各区域温度一致，有利于人体舒适和食品储藏；所述半导体制冷片未使用制冷剂，不会对生态环境造成破坏；所述循环机构可对所述舱室内污浊的空气进行净化，降低空气中的CO2浓度和粉尘，有利于人体健康和食品储藏。

进一步地，所述水箱包括第一水箱、第二水箱和管道；所述入气管设于所述第一水箱顶端；所述第一水箱通过所述入气管与所述舱室连通；所述出气管设于所述第二水箱顶端；所述第二水箱通过所述出气管与所述舱室连通；所述第一水箱通过所述管道与所述第二水箱连通。

进一步地，所述第一水箱内设有汲水换气机构；所述汲水换气机构包括水平汲水管、垂直换气管和曝气装置；所述水平汲水管的一端与海水连接，所述水平汲水管的另一端与所述垂直换气管连通；所述曝气装置设于所述垂直换气管底端；所述入气管穿设于所述垂直换气管内；所述入气管一端与所述舱室连通，所述入气管另一端与所述曝气装置连通；所述管道连通于所述垂直换气管的中段或以上。

进一步地，所述第二水箱包括分流装置；所述分流装置设于所述第二水箱与所述管道相连通的一侧内壁上，所述分流装置与所述管道连通；所述分流装置包括壳体和多层相互交错的隔水板；所述隔水板设于所述壳体内壁上且位于所述管道下端，使水流通道变成S形；所述壳体上设有通孔；所述壳体底端设有开口。

进一步地，所述出气管内设有过滤网；所述第二水箱的外壁上设有与海水连接的出水口。

进一步地，所述循环机构还包括均设置于所述舱室内第一风机和第二风机；所述入气管位于所述舱室内的一端正对所述第一风机；所述出气管位于所述舱室内的一端正对所述第二风机。

进一步地，所述制冷机构还包括除湿装置；所述除湿装置包括若干个导热网；所述导热网的侧边连接于所述制冷面下端；所述导热网下方设有托盘；所述托盘的底部与所述入气管连通。

进一步地，所述导热网上设有导热线；所述导热线沿所述导热网和所述制冷面连接的侧边向外呈放射性指针状设置。

本技术方案还提供了一种船舶风温控制方法，包括以下步骤：(1)设定舱室的环境低温阈值和C0₂浓度阈值；(2)若检测环境指标高于所述低温阈值但未高于所述C0₂浓度阈值时，启动制冷机构；(3)若检测环境指标高于所述C0₂浓度阈值但未高于所述低温阈值时，启动循环机构；(4)若检测环境指标高于所述低温阈值和所述C0₂浓度阈值时，启动所述制冷机构和所述循环机构。

上述船舶控制方法通过将所检测的环境指标与所设定的所述低温阈值和所述C02浓度阈值相比对，根据具体情况选择所述制冷机构或所述循环机构的开关，从而达到节能、高效的效果。

进一步地，包括以下步骤：(1)设定所述舱室和水箱之间的温差阈值；(2)检测环境指标高于所述低温阈值和所述C0₂浓度阈值时：(21)若检测环境指标未高于所述温差阈值时，启动所述制冷机构和所述循环机构；(22)若检测环境指标高于所述温差阈值时，启动所述循环机构。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1是本发明实施例之一中一种船舶新风温控系统的结构示意图；

图2是本发明实施例之一中一种船舶新风温控系统的除湿装置结构示意图；

图3是本发明实施例之一中一种船舶新风温控系统的分流装置结构示意图；

图4是本发明实施例之一中一种船舶新风温控系统的曝气装置结构示意图；

图5是本发明实施例之一中一种船舶控制方法的流程示意图。

附图标记说明：1、半导体制冷片；2、制冷面；3、散热面；4、倾斜通道；5、导热网；6、托盘；7、第一水箱；8、第二水箱；9、导热线；10、管道；11、水平汲水管；12、垂直换气管；13、曝气装置；14、入气管；15、出气管；16、过滤网；17、出水口；18、第一风机；19、第二风机；20、壳体；21、隔水板；22、通孔。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1—图4所示，本发明一实施例中的一种船舶新风温控系统，包括制冷机构和循环机构；所述制冷机构设于舱室顶部；所述制冷机构包括半导体制冷片1；所述半导体制冷片1的制冷面2设于所述舱室内，所述半导体制冷片1的散热面3设于所述舱室外；所述制冷面2下方设有倾斜通道4，空气接触所述制冷面2后降温下沉，低温空气沿所述倾斜通道4下降并由所述倾斜通道4的低端流出，产生负压，高温空气由所述倾斜通道4的高端补入，使所述舱室内的低温空气下降，高温空气上升，由此形成空气的循环流动；所述循环机构设于所述舱室底部；所述循环机构包括水箱；所述水箱顶部设有入气管14和出气管15；所述水箱通过所述入气管14和所述出气管15与所述舱室内部连通。

上述船舶新风温控系统利用所述半导体制冷片1进行制冷，可实现高精度的温度控制；所述半导体制冷片1利用半导体材料的Peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端分别吸收热量和放出热量，从而实现制冷的目的；多个所述半导体制冷片1可根据使用需要串联或并联以获得适合的制冷功率；同时，所述半导体制冷片1未使用制冷剂，不会对生态环境造成破坏；

使用时，启动所述半导体制冷片1，所述制冷面2吸收所述舱室中空气的热量并传递给所述散热面3，从而实现制冷；所述半导体制冷片1不仅制冷速度快、使用能耗低，同时通过所述制冷面2下的所述倾斜通道4形成单向空气循环，使冷空气均匀扩散到所述舱室的各个区域，使各区域温度一致，有利于人体舒适和食品储藏；同时，所述单向空气循环可避免所述舱室内某一区域由于出现不同的气流方向而导致涡流从而造成空气流通不畅的情况发生；

当空气质量较差时，启动所述循环机构，污浊的空气从所述入气管14进入所述水箱中，通过水对污浊的空气进行净化，从而降低空气中CO2浓度和粉尘，净化后的空气从水面溢出并通过所述出气管15进入所述舱室内，所述舱室内的空气通过净化将有利于人体健康和食品储藏。

在其中一个实施例中，所述水箱包括第一水箱7、第二水箱8和管道10；所述入气管14设于所述第一水箱7顶端；所述第一水箱7通过所述入气管14与所述舱室连通；所述出气管15设于所述第二水箱8顶端；所述第二水箱8通过所述出气管15与所述舱室连通；所述第一水箱7通过所述管道10与所述第二水箱8连通。

在其中一个实施例中，所述第一水箱7内设有汲水换气机构；所述汲水换气机构包括水平汲水管11、垂直换气管12和曝气装置13；所述水平汲水管11的一端与海水连接，所述水平汲水管11的另一端与所述垂直换气管12连通；所述曝气装置13设于所述垂直换气管12底端；所述入气管14穿设于所述垂直换气管12内；所述入气管14一端与所述舱室连通，所述入气管14另一端与所述曝气装置13连通；所述管道10连通于所述垂直换气管12的中段或以上。

在其中一个实施例中，所述水平汲水管11和所述垂直换气管12均以外径一致的材料焊接一体成型，海水通过所述水平汲水管11流入所述垂直换气管12中并没过所述曝气装置13；所述垂直换气管12底端内设托架，所述曝气装置13设于所述托架上，所述托架用于使所述曝气装置13高于所述水平汲水管11，避免被所述水平汲水管11中的海水带离原位置；所述曝气装置13包括微孔曝气盘。

在其中一个实施例中，所述第二水箱8包括分流装置；所述分流装置设于所述第二水箱8与所述管道10相连通的一侧内壁上，所述分流装置与所述管道10连通；所述分流装置包括壳体20和多层相互交错的隔水板21；所述隔水板21设于所述壳体20内壁上且位于所述管道10下端，使水流通道变成S形；所述壳体20上设有通孔22，供空气逸出；所述壳体20底端设有开口，供海水流出。

在其中一个实施例中，所述出气管15内设有过滤网16；所述第二水箱8的外壁上设有与海水连接的出水口17。

所述过滤网16包括无纺布滤网、过滤棉滤网、HPEA滤网或活性炭滤网之一或任意组合，通过增设所述过滤网16，可对空气进一步净化、除尘；所述出水口17设于所述第二水箱8的外壁中部，海水通过所述管道10流入所述第二水箱8后可静置一段时间，待水中的空气逸出后再流出。

在其中一个实施例中，所述循环机构还包括均设置于所述舱室内第一风机18和第二风机19，所述入气管14位于所述舱室内的一端正对所述第一风机18，所述出气管15位于所述舱室内的一端正对所述第二风机19。

使用时，启动所述循环机构，所述舱室内污浊的空气在所述第一风机18作用下通过所述入气管14压入所述曝气装置13中；所述曝气装置13包括微孔曝气盘；所述微孔曝气盘上设有膜片；所述膜片上开有成百上千个均匀的微孔；污浊的空气通过所述入气管14进入所述微孔曝气盘内，空气的压力使所述微孔膜片鼓起，膜片上的孔眼张开，空气进入孔眼后形成气泡混入海水中，从而增加空气与水的接触面积，使污浊的空气充分净化；同时，所述垂直换气管12内的水柱因充满气泡而比重减轻，由于所述水平汲水管11一端受到的海水静水压不变而所述垂直换气管12内水压变低，在海水的静水压作用下将促使所述垂直换气管12内水位上升，上升的水通过所述管道10流入所述第二水箱8内；

所述第二水箱8内设有所述分流装置，海水经所述分流装置流入所述第二水箱8的过程中，由于高低差及流程变长的原因，分流后的海水部分变成水滴或水雾从而方便海水中的部分空气逸散出来，海水中剩余的空气在所述第二水箱8的静置过程中也会逸散到空气中；净化后的空气在所述第二风机19的作用下通过所述出气管15排入所述舱室内；

根据使用需要，可将若干个所述汲水换气机构并联或串联，以获得需要的空气流量；各所述汲水换气机构相对独立，利用一台所述第一风机18和若干个所述入气管14供气便可控制；

所述循环机构使用汲水换气机构和海水对污浊的空气进行净化，可有效增大海水与空气的接触面，提高净化效率；同时，当海水的温度低于所述舱室内空气温度时，空气在净化过程中同时与海水交换热量，从而降温。

在其中一个实施例中，所述制冷机构还包括除湿装置；所述除湿装置包括若干个导热网5；所述导热网5的侧边连接于所述制冷面2下端；所述导热网5下方设有托盘6；所述托盘6的底部与所述入气管14连通，所述导热网5上的凝结水落入所述托盘6后通过所述入气管14流入所述垂直换气管12中。

由于空气中的湿度也会影响人体舒适和食物储存，同时，所述循环机构在净化空气的过程中也会增加空气中的水分，故所述制冷机构还包括所述除湿装置；

开启所述制冷机构，所述除湿装置同步开启；所述导热网5连接于所述制冷面2下端；所述导热网5传递冷源；当所述舱室内的高温空气通过所述除湿装置时，高温空气接触所述导热网5后降温且变成水汽凝结为水并附着在所述除湿装置表面；凝结水聚集之后流入托盘6中；所述托盘6中的水通过所述入水管流入所述垂直换气管12中；通过设置所述除湿装置可对空气中的水分予以干燥、除湿。

在其中一个实施例中，所述导热网5由导热材料制成，可提高导冷效率。

在其中一个实施例中，由于所述导热网5与空气的接触面越大，导冷及除湿效率越高；相邻的两个导热网5交错放置，使空气通过所述导热网时接触面增大，从而提高除湿效率。

在其中一个实施例中，所述导热网5上设有导热线9；所述导热线9沿所述导热网5和所述制冷面2连接的侧边向外呈放射性指针状设置。

在其中一个实施例中，所述导热线9从靠近所述制冷面2的一端向另一端逐渐变细。

所述导热线9由导热材料制成，可进一步增大所述导热网5与空气的接触面积，提高导冷效果；同时，所述导热线9有利于凝结的水流入所述托盘6中，避免所述除湿装置结霜。

如图5所示，本发明一实施例中还提供一种船舶风温控制方法，包括以下步骤：(1)设定所述舱室的环境低温阈值和C0₂浓度阈值；(2)若检测环境指标高于所述低温阈值但未高于所述C0₂浓度阈值时，启动所述制冷机构；(3)若检测环境指标高于所述C0₂浓度阈值但未高于所述低温阈值时，启动所述循环机构；(4)若检测环境指标高于所述低温阈值和所述C0₂浓度阈值时，启动所述制冷机构和所述循环机构。

所述舱室内设有温度传感器和空气监测器；所述温度传感器对所述舱室内的空气温度进行检测；所述空气监测器对所述舱室内的C0₂浓度进行检测；通过将所检测的环境指标与所设定的所述低温阈值和所述C0₂浓度阈值相比对，根据具体情况选择所述制冷机构或所述循环机构的开关，从而达到节能、高效的效果。

在其中一个实施例中，包括以下步骤：(1)设定所述舱室和水箱之间的温差阈值；(2)检测环境指标高于所述低温阈值和所述C0₂浓度阈值时：(21)若检测环境指标未高于所述温差阈值时，启动所述制冷机构和所述循环机构；(22)若检测环境指标高于所述温差阈值时，启动所述循环机构。

启动所述循环机构，若海水温度低于所述舱室内的空气温度，空气在净化的同时也与海水发生热传递从而降温，故所述第二水箱8内设有水温计，所述水温计对海水的水温进行检测，通过设定所述舱室内空气温度与所述水温的温差阈值从而选择所述制冷机构是否开关，可有效降低能耗。当所述舱室内空气的温度和C0₂浓度均高于所设定的阈值时，若所述温差阈值超范围，则不能利用海水对空气进行降温，需同步启动所述制冷机构和所述循环机构；若所述温差阀值未超范围，则可以利用海水对空气进行降温，仅需启动所述循环机构即可；通过合理设定温差阈值，利用海水对空气进行降温，从而节能、降耗。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种船舶新风温控系统，其特征在于，包括制冷机构和循环机构；

所述制冷机构设于舱室顶部；

所述制冷机构包括半导体制冷片；

所述半导体制冷片的制冷面设于所述舱室内，所述半导体制冷片的散热面设于所述舱室外；

所述制冷面下方设有倾斜通道；

所述循环机构设于所述舱室底部；

所述循环机构包括水箱；

所述水箱顶部设有入气管和出气管；

所述水箱通过所述入气管和所述出气管与所述舱室内部连通。

2.如权利要求1所述的一种船舶新风温控系统，其特征在于，所述水箱包括第一水箱、第二水箱和管道；

所述入气管设于所述第一水箱顶端；

所述第一水箱通过所述入气管与所述舱室连通；

所述出气管设于所述第二水箱顶端；

所述第二水箱通过所述出气管与所述舱室连通；

所述第一水箱通过所述管道与所述第二水箱连通。

3.如权利要求2所述的一种船舶新风温控系统，其特征在于，所述第一水箱内设有汲水换气机构；

所述汲水换气机构包括水平汲水管、垂直换气管和曝气装置；

所述水平汲水管的一端与海水连接，所述水平汲水管的另一端与所述垂直换气管连通；

所述曝气装置设于所述垂直换气管底端；

所述入气管穿设于所述垂直换气管内；

所述入气管一端与所述舱室连通，所述入气管另一端与所述曝气装置连通；

所述管道连通于所述垂直换气管的中段或以上。

4.如权利要求2所述的一种船舶新风温控系统，其特征在于，所述第二水箱包括分流装置；

所述分流装置设于所述第二水箱与所述管道相连通的一侧内壁上，所述分流装置与所述管道连通；

所述分流装置包括壳体和多层相互交错的隔水板；

所述隔水板设于所述壳体内壁上且位于所述管道下端，使水流通道变成S形；

所述壳体上设有通孔；

所述壳体底端设有开口。

5.如权利要求2所述的一种船舶新风温控系统，其特征在于，所述出气管内设有过滤网；

所述第二水箱的外壁上设有与海水连接的出水口。

6.如权利要求2所述的一种船舶新风温控系统，其特征在于，所述循环机构还包括均设置于所述舱室内的第一风机和第二风机；

所述入气管位于所述舱室内的一端正对所述第一风机；

所述出气管位于所述舱室内的一端正对所述第二风机。

7.如权利要求1所述的一种船舶新风温控系统，其特征在于，所述制冷机构还包括除湿装置；

所述除湿装置包括若干个导热网；

所述导热网的侧边连接于所述制冷面下端；

所述导热网下方设有托盘；

所述托盘的底部与所述入气管连通。

8.如权利要求7所述的一种船舶新风温控系统，其特征在于，所述导热网上设有导热线；

所述导热线沿所述导热网和所述制冷面连接的侧边向外呈放射性指针状设置。

9.一种船舶风温控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)设定舱室的环境低温阈值和C0₂浓度阈值；

(2)若检测环境指标高于所述低温阈值但未高于所述C0₂浓度阈值时，启动制冷机构；

(3)若检测环境指标高于所述C0₂浓度阈值但未高于所述低温阈值时，启动循环机构；

(4)若检测环境指标高于所述低温阈值和所述C0₂浓度阈值时，启动所述制冷机构和所述循环机构。

10.如权利要求9所述的一种船舶风温控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)设定所述舱室和水箱之间的温差阈值；

(2)检测环境指标高于所述低温阈值和所述C0₂浓度阈值时：

(21)若检测环境指标未高于所述温差阈值时，启动所述制冷机构和所述循环机构；

(22)若检测环境指标高于所述温差阈值时，启动所述循环机构。

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