TWM625707U

TWM625707U - 船舶用空調系統

Info

Publication number: TWM625707U
Application number: TW110215566U
Authority: TW
Inventors: 萬忠霖; 萬昭隆; 李宥鋒
Original assignee: 導航科技工程有限公司
Priority date: 2021-12-29
Filing date: 2021-12-29
Publication date: 2022-04-11

Abstract

一種船舶用空調系統，包含：一壓縮機模組，具有一壓縮機及一控制器；一熱交換模組，該熱交換模組由一金屬二重管所構成；一第一過濾模組；一膨脹閥模組；一蒸發器模組，該蒸發器模組具有一蒸發器及一風機；及一第二過濾模組，各模組依序相互連接，利用該金屬二重管吸入海水進行熱交換後再排出到海洋的循環方式達到冷卻效果，可以避免傳統冷卻方式吸收海洋上高鹽度的空氣，導致空調系統腐蝕造成故障率高且壽命降低。

Description

船舶用空調系統

本創作係關於一種空調系統，尤其是一種利用海水進行熱交換的船舶用空調系統。

一般冷氣機以壓縮機為主，再搭配一些熱交換器所組成。冷媒藉由相態的變化達到吸熱與放熱的目的，利用液體汽化時會吸熱、氣體液化時會放熱，把室內的熱量移轉到室外。

目前一般中小型船舶上所用之冷氣，為了安裝方便及空間使用率，大多直接將家用冷氣安裝於船艙內，但由於船艙長時間行駛於海上，處於高濕度且高鹽分的空氣中，因此，冷氣的管路會有結晶堵塞及受到海水空氣的侵蝕的問題，導致冷氣機壽命約莫只有3~6個月左右。

習知技術中華民國專利公告第300209號為一種船舶用居室中之空調系統，係指設於船舶內的居室中之空調系統，具備設備化而成的居室、安裝於前述居室預定外部側壁或外部頂棚部分的空調箱及連通前述空調箱和居室內部的擴散器，將前述空調箱透過連通導管連通設於頂棚中以外的主導管而成者。

綜上所述，習知技術均未利用海水進行熱交換達成船艙獨立空調的功能，另外，傳統氣冷式空調裝置由於運作方式及長期處於高鹽分的空氣中，使得機器容易故障壽命不久且維修不易，因此，有必要加以改良。

本創作之一目的在提供一種船舶用空調系統，具有提高空調系統使用壽命的功能。

本創作之另一目的在提供一種船舶用空調系統，具有維修方便的功能。

本創作之再一目的在提供一種船舶用空調系統，具有的提高空間使用效率的功能。

為達成上述及其他目的，本創作提供一種船舶用空調系統，包含：一壓縮機模組，具有一壓縮機及一控制器，該壓縮機具有一高壓氣態端出口及一低壓氣態端入口；一熱交換模組，該熱交換模組由一金屬二重管所構成，該金屬二重管具有一第一通道及一第二通道，其中，該第一通道兩端分別具有一海水出口端及一海水入口端，該第二通道兩端分別具有一冷媒出口端及一冷媒入口端，該冷媒入口端與該高壓氣態端出口連通；一第一過濾模組，該第一過濾模組具有一第一過濾器，該第一過濾器具有一第一過濾入口及一第一過濾出口，該第一過濾入口與該冷媒出口端連通；一膨脹閥模組，該膨脹閥模組具有一高壓端及一低壓端，該高壓端與該第一過濾出口端連通；一蒸發器模組，該蒸發器模組具有一蒸發器及一風機，該蒸發器一端為液態入口端，另一端為氣態出口端，其中，該液態入口端與該低壓端連通；及一第二過濾模組，該第二過濾模組具有一第二過濾器，該第二過濾器具有一第二過濾入口及一第二過濾出口，該第二過濾入口與該氣態出口端連通，該第二過濾出口與該低壓氣態端入口連通。

在本創作的一些實施例中，該控制器具有變頻功能。

在本創作的一些實施例中，該風機為一鼓風機。

在本創作的一些實施例中，該金屬二重管盤繞成環狀。

在本創作的一些實施例中，該第一過濾器為一乾燥過濾器。

在本創作的一些實施例中，該膨脹閥模組包含一金屬毛細管。

在本創作的一些實施例中，該膨脹閥模組包含一熱力式膨脹閥。

在本創作的一些實施例中，該蒸發器為一板狀式蒸發器或管式附有鰭片型蒸發器。

在本創作的一些實施例中，該第二過濾器為一油分離器。

為達成上述及其他目的，本創作提供一種船舶用空調系統之熱交換模組，包含：一金屬二重管，具有一第一通道及一第二通道，其中，該第一通道兩端分別具有一海水出口端及一海水入口端，該第二通道兩端分別具有一冷媒出口端及一冷媒入口端。

10:壓縮機模組

11:壓縮機

110:高壓氣態端出口

111:低壓氣態端入口

20:熱交換模組

21:第一通道

22:第二通道

210:海水出口端

211:海水入口端

220:冷媒出口端

221:冷媒入口端

30:第一過濾模組

31:第一過濾入口

32:第一過濾出口

40:膨脹閥模組

41:高壓端

42:低壓端

50:蒸發機模組

51:蒸發器

510:液態入口端

511:氣態出口端

52:風機

60:第二過濾模組

61:第二過濾入口

62:第二過濾出口

PI:金屬二重管

Ft1:第一過濾器

Ft2:第二過濾器

圖1是本創作船舶用空調系統之一實施例系統流程圖；圖2是本創作船舶用空調系統之一實施例系統架構圖。

僅以實施例說明本創作可能之實施態樣，然並非用以限制本創作所欲保護之範疇。為了讓本創作之目的、特徵、優點能明顯易懂，下文將舉本創作較佳實施例並配合所附圖式詳細說明。

圖1是本創作船舶用空調系統之一實施例系統流程圖，圖2是本創作船舶用空調系統之一實施例系統架構圖，請參考圖1及圖2。在一實施例中，本創作之一種船舶用空調系統，包含：一壓縮機模組(10)、一熱交換模組(20)、一第一過濾模組(30)、一膨脹閥模組(40)、一蒸發器模組(50)及一第二過濾模組(60)，各模組依序相互連接。該壓縮機模組(10)具有一壓縮機(11)及一控制器(未繪)，該壓縮機(11)具有一高壓氣態端出口(110)及一低壓氣態端入口(111)，該壓縮機(11)主要最為冷媒狀態調節之用，從該低壓氣態端入口(111)吸入低壓氣態冷媒後再將其轉換成高壓氣態冷媒從該高壓氣態端出口(110)排出，該控制器用以控制該壓縮機(11)之運轉作動。

較佳地，該控制器具有變頻功能，該控制器主要透過「頻率變換」的控制技術，藉由改變提供給該壓縮機(11)電源的頻率，進而控制該壓縮機(11)的運轉速度，以此來調節冷氣輸出，節省一般壓縮機反復開開關關的電力損耗，具有低噪音、低震動及維持恆溫的優點。

該熱交換模組(20)由一金屬二重管(PI)所構成，該金屬二重管(PI)具有一第一通道(21)及一第二通道(22)。以圖2所繪示為代表，其中，該第一通道(21)為一內通道，且該第二通道(22)為一外通道。以下繼續以圖2說明。該第一通道(21)兩端分別具有一海水出口端(210)及一海水入口端(211)，該外通道(22)兩端分別具有一冷媒出口端(220)及一冷媒入口端(221)，該冷媒入口端(221)與該高壓氣態端出口(110)連通。該海水入口端(211)引入海水使得海水在該第一通道(21)流動，由於該第一通道(21)被該第二通道(22)包覆形成一同心圓管，該海水入口端(211)與該冷媒出口端(220)位於該金屬二重管(PI)同一端部，因此，在該第一通道(21)流動的海水將吸走在該第二通道(22)中氣態冷媒的熱度，使得冷媒變成液態，海水再由該海水出口端(210)排出，如此重複循環。海水引入可以使用一般抽海水的馬達，較佳使用低電流高容量的耐酸鹼泵浦，可以避免海水的侵蝕。該壓縮機模組(10)可以設置於密閉式空間，如船艙底層，避免與海面上之空氣接觸，藉由引入海水方式，可以解決傳統使用空氣熱交換因海上環境造成機器繡蝕故障等問題，且體積小設置方便不佔空間。

較佳的，該金屬二重管(PI)盤繞成環狀，可以環設於該壓縮機(11)周緣，具有較佳的空間利用性，減少整體的設置空間。

該第一過濾模組(30)具有一第一過濾器(Ft1)，該第一過濾器(Ft1)具有一第一過濾入口(31)及一第一過濾出口(32)，該第一過濾入口(31)與該冷媒出口端(220)連通。該第一過濾器(Ft1)主要用來過濾清理系統的有害物質或故態雜質，以保護膨脹閥。

較佳的，該第一過濾器(Ft1)為一乾燥過濾器，乾燥過濾器用於吸收系統中的水分，濾除系統中的故態雜質，以防止製冷系統管路發生冰堵、髒堵和管路腐蝕。

該膨脹閥模組(40)具有一高壓端(41)及一低壓端(42)，該高壓端(41)與該第一過濾出口端(32)連通。高壓液態的冷媒必須借膨脹閥束縮來汽化冷媒，這樣才能吸收空間內空氣中的熱能，並調節進入蒸發器中的冷媒流量。

較佳地，該膨脹閥模組(40)由一金屬毛細管組成，毛細管可以對冷媒流量做微小的調節，適合於負荷較穩定的製冷系統。

較佳地，該膨脹閥模組(40)由一熱力式膨脹閥組成，尤其適用高、中、低溫冷媒循環量不同的製冷系統及智慧型控制的變頻式製冷系統中。熱力式膨脹閥的優點主要是流量調節範圍大、控制精度高，能適用於高負載的冷媒流量的快速變化。

該蒸發器模組(50)具有一蒸發器(51)及一風機(52)，該蒸發器(51)一端為液態入口端(510)，另一端為氣態出口端(511)，其中，該液態入口端(510)與該低壓端(42)連通。冷媒汽化時需要吸收室內環境熱量來降低蒸發器周圍溫度。低壓氣體被壓縮機壓縮，循環重覆使用，以得到製冷的效果。當液態冷媒蒸發要成為氣態冷媒時，需要大量的熱，該蒸發器(51)利用該膨脹閥模組(40)送來低溫的液態冷媒，在低壓下吸收週圍空氣的熱量而蒸發，降低室內溫度。該風機(52)用以將冷空氣吹出達到冷房的效果。

較佳地，該蒸發器(51)為一板狀式蒸發器或管式附有鰭片型蒸發器，可依據實際狀況選用。板狀式蒸發器優點為蒸發汽化快，縮短加熱停留的時間，強化了蒸發效果。管式附有鰭片型蒸發器的優點主要在當內壁表面熱傳係數大過外壁表面熱傳係數，整個蒸發器的能力受限於外壁表面熱傳係數，此時鰭片可以增加外表面積來增加外壁表面熱傳率，使其接近內壁表面熱傳率，提升整個蒸發器能力。

較佳地，該風機(52)為一鼓風機，鼓風機具有轉速較高、轉子與機體之間的間隙小、運行安全及使用壽命長等優點，適合使用在船舶上。

該第二過濾模組(60)具有一第二過濾器(Ft2)，該第二過濾器(Ft2)具有一第二過濾入口(61)及一第二過濾出口(62)，該第二過濾入口(61)與該氣態出口端(511)連通，該第二過濾出口(62)與該低壓氣態端入口(111)連通。該第二過濾器(Ft2)主要進行油氣分離的功能，由於在系統在運行過程中，潤滑油會跟著冷媒一起排出壓縮機進行循環，該第二過濾器(Ft2)可以避免潤滑油進入該壓縮機(11)內，對於該壓縮機(11)具有保護作用。較佳地，第二過濾器(Ft2)為一油分離器。

本創作之船舶用空調系統具有使用壽命長及維修方便的優點，由於個空調系統只有金屬二重管與海水直接接觸，可以避免其他零組件長期沉浸在高鹽度的空氣中而受侵蝕，因此可以提升整體使用壽命，約可使用5年以上。再且，相較於傳統一般船舶空調方式的維修方式，幾乎都需要整機換新，本創作在正常使用情況下，由於海水引流過程中，長久下來會有微生物或漂浮物附著在金屬二重管或是海水侵蝕管壁，因此，原則上只需要更換金屬二重管即可，不須整機更換。

以上所述之實施例僅係為說明本創作之技術思想及特徵，其目的在使熟習此項技藝之人士均能了解本創作之內容並據以實施，當不能以此限定本創作之專利範圍，凡依本創作之精神及說明書內容所作之均等變化或修飾，皆應涵蓋於本創作專利範圍內。