CN209814253U - 一种利用船舶发动机废热的水冷空调装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种利用船舶发动机废热的水冷空调装置，包括：发动机、球阀、三通调节阀、水‑水换热器、控制器、温度传感器、船用水冷空调、海水泵、海水滤器。海水取水口经管路连接海水滤器、海水泵、2#球阀，船用水冷空调、出水口。海水泵与2#球阀之间经管路并联3#球阀与水‑水换热器左上口联通，左下口经管路并联在2#球阀和船用水冷空调之间；右上口经管路连接4#球阀、温度传感器二与发动机循环水进口联通，右下口经管路连接三通调节阀与发动机循环水出口联通。在发动机循环水出口与三通调节阀之间并联1#球阀，管路另一端并联在4#球阀和温度传感器之间。本装置控制简单，系统运行稳定可靠，大大提高能源利用率。
Description
技术领域
本实用新型公开了一种利用船舶发动机废热的水冷空调装置，属于空气调节技术领域。
背景技术
近年来随着船舶的现代化，为了改善船员的作业和居住环境，各类船舶上均配置有船用空调装置。船用空调器处于海洋环境里，水冷空调直接利用海水进行冷却，与风冷空调相比有更高的能效比，而且体积更加紧凑，所以在各类船舶上普遍配置水冷空调。但水冷空调制热运行时需要从海水中提取热量，这就要求水冷空调的海水进水温度不能太低，事实上，冬季海水的温度是极低的，因此船用水冷空调冬季制热能效低且无法正常可靠运行一直是使用这类空调的主要弊端。
发明内容
本实用新型公开了一种利用船舶发动机废热的水冷空调装置，利用发动机内的废热加热船用空调机组进口侧海水，以提高进口侧海水的温度，使水冷空调在冬季极端低温条件下也能正常运行，并且通过空调的制热效果。用于解决水冷空调海水温度降低时引起的能效比低，甚至无法运行的问题。通过利用发动机废热提高水冷空调进口海水温度，进而保证水冷空调能够可靠高效的运行。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种利用船舶发动机废热的水冷空调装置，包括：发动机、球阀、三通调节阀、水-水换热器、控制器、温度传感器、船用水冷空调、海水泵、海水滤器；其中海水取水口通过管路依次连接海水滤器、海水泵、船用水冷空调、船舷外出水口，
A）所述水-水换热器左侧和右侧各设置两个口，分别为左上口、左下口，右上口 、右下口；
B）所述海水泵和船用水冷空调之间连接2#球阀，在海水泵与2#球阀之间经管路并联3#球阀与水-水换热器左上口联通，水-水换热器左下口经管路并联在2#球阀和船用水冷空调之间；
C）所述水-水换热器右上口经管路连接4#球阀、温度传感器二与发动机循环水进口联通，右下口经管路连接三通调节阀与发动机循环水出口联通；
D）在所述发动机循环水出口与三通调节阀之间经管路并联1#球阀，管路另一端并联在4#球阀和温度传感器之间；三通的第三个口经管路并联在水-水换热器右上口与4#球阀之间的管路上；
E）温度传感器一与温度传感器二通过导线与控制器连接。
冬季制热运行时，3#球阀和4#球阀常开，1#球阀和2#球阀常闭；水冷空调进水由取水口吸入后，先经过海水滤器过滤，然后被吸入海水泵，在海水泵中升压后，经过3#球阀，然后进入水-水换热器，同时发动机内的热水流经水-水换热器，海水和发动机的热水在水-水换热器内部进行热量交换，使进入水冷空调的海水温度提高。系统中安装有三通调节阀，控制器根据温度传感器一监测到的空调海水进水温度，经过内部PID运算输出0～5V的模拟量信号，调节三通调节阀的开度，从而调节发动机内循环热水参与热交换的比例，达到维持空调海水进水温度在合理的范围内。被加热的海水进入船用水冷空调后被排至舷外；
夏季制冷运行时，3#球阀和4#球阀常闭，1#球阀和2#球阀常开；水冷空调进水由取水口吸入后，先经过海水滤器过滤，然后被吸入海水泵，在海水泵中升压后，经过2#球阀后直接进入船用水冷空调后被排至舷外；发动机内热水输出后经1#球阀后返回至发动机内，由发动机内部系统进行冷却。
所述温度传感器采用PT100传感器，可以精确控制水冷空调海水进口温度和发动机循环水温度。
所述控制器采用PID运算并可输出0～5V模拟量信号驱动三通调节阀的开度。
本实用新型系统中安装4个球阀用于冬季与夏季运行时的管路切换。
本实用新型通过三通调节阀、四个球阀的开关闭合，引导发动机内的热水通过水-水换热器与海水进行热量交换，提高进口侧海水的温度，从而保证水冷船用空调在0～3℃海水温度范围内仍然能够可靠运行。冬季将温热的海水送入船用水冷空调制热，不仅大大提高了制热效率，而且避免了水冷空调机无法正常可靠运行的弊端。所设计的控制器根据温度传感器监测到的空调海水进水温度值调节三通调节阀的开度，进而调节发动机内循环热水参与热交换的比例，达到维持空调海水进水温度在合理的范围内。被加热的海水进入船用水冷空调后被排至舷外。本装置控制简单，运行稳定可靠，有效提高了能源利用率。
附图说明
图1为本实用新型一种利用船舶发动机废热的水冷空调装置结构示意图。
1、 发动机 ，2、 1#球阀， 3、三通调节阀， 4、水-水换热器，5、控制器，6、温度传感器一， 7、船用水冷空调， 8、2#球阀， 9、3#球阀， 10、海水泵， 11、4#球阀， 12、海水滤器，13、温度传感器二。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型加以详细说明，凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均列入本实用新型权利要求书的保护范围。
如图1所示：一种利用船舶发动机废热的水冷空调装置，包括发动机1、1#球阀2、2#球阀8、3#球阀9、4#球阀11、三通调节阀3、水-水换热器4、控制器5、温度传感器一6、船用水冷空调7、海水泵10、海水滤器12等组成。
冬季制热运行时，3#球阀9和4#球阀11常开，1#球阀2和2#球阀8常闭。水冷空调进水由取水口吸入后，先经过海水滤器12过滤，然后被吸入海水泵10，在海水泵10中升压后，经过3#球阀9，然后进入水-水换热器4，同时发动机1内的热水流经水-水换热器4右侧，海水和发动机的热水在水-水换热器内部进行热量交换，使进入水冷空调的海水温度提高。系统中安装有三通调节阀3，控制器5根据温度传感器一6监测到的空调海水进水温度，经过内部PID运算输出0～5V的模拟量信号，调节三通调节阀的开度，从而调节发动机内循环热水参与热交换的比例，达到维持空调海水进水温度在合理的范围内。被加热的海水进入船用水冷空调7后被排至舷外。
夏季制冷运行时，3#球阀9和4#球阀11常闭，1#球阀2和2#球阀8常开。水冷空调进水由取水口吸入后，先经过海水滤器12过滤，然后被吸入海水泵10，在海水泵10中升压后，经过2#球阀8后直接进入船用水冷空调后被排至舷外。发动机内热水输出后经1#球阀2后返回至发动机内，由发动机内部系统进行冷却。
Claims (4)
1.一种利用船舶发动机废热的水冷空调装置，包括：发动机、球阀、三通调节阀、水-水换热器、控制器、温度传感器、船用水冷空调、海水泵、海水滤器；其中海水取水口通过管路依次连接海水滤器、海水泵、船用水冷空调、船舷外出水口，其特征在于：
A）所述水-水换热器左侧和右侧各设置两个口，分别为左上口、左下口，右上口 、右下口；
B）所述海水泵和船用水冷空调之间连接2#球阀，在海水泵与2#球阀之间经管路并联3#球阀与水-水换热器左上口联通，水-水换热器左下口经管路并联在2#球阀和船用水冷空调之间；
C）所述水-水换热器右上口经管路连接4#球阀、温度传感器二与发动机循环水进口联通，右下口经管路连接三通调节阀与发动机循环水出口联通；
D）在所述发动机循环水出口与三通调节阀之间经管路并联1#球阀，管路另一端并联在4#球阀和温度传感器之间；三通的第三个口经管路并联在水-水换热器右上口与4#球阀之间的管路上；
E）温度传感器一与温度传感器二通过导线与控制器连接。
2.根据权利要求1所述的一种利用船舶发动机废热的水冷空调装置，其特征在于：
冬季制热运行时，3#球阀和4#球阀常开，1#球阀和2#球阀常闭；水冷空调进水由取水口吸入后，先经过海水滤器过滤，然后被吸入海水泵，在海水泵中升压后，经过3#球阀，然后进入水-水换热器，同时发动机内的热水流经水-水换热器，海水和发动机的热水在水-水换热器内部进行热量交换，使进入水冷空调的海水温度提高，系统中安装有三通调节阀，控制器，根据温度传感器一监测到的空调海水进水温度，经过内部PID运算输出0~5V的模拟量信号，调解三通调节阀的开度，从而调节发动机内循环热水参与热交换的比例，达到维持空调海水进水温度在合理的范围内，被加热的海水进入船用水冷空调后被排至舷外；
夏季制冷运行时，3#球阀和4#球阀常闭，1#球阀和2#球阀常开；水冷空调进水由取水口吸入后，先经过海水滤器过滤，然后被吸入海水泵，在海水泵中升压后，经过2#球阀后直接进入船用水冷空调后被排至舷外；发动机内热水输出后经1#球阀后返回至发动机内，由发动机内部系统进行冷却。
3.根据权利要求1所述的一种利用船舶发动机废热的水冷空调装置，其特征在于：海水温度检测采用PT100传感器，可以精确控制水冷空调海水进口温度和发动机循环温度。
4.根据权利要求1所述的一种利用船舶发动机废热的水冷空调装置，其特征在于：控制器采用PID运算并可输出0～5V模拟量信号驱动三通调节阀的开度。
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