船用海水源熱泵空調系統的製作方法
2023-05-23 15:42:01 1
專利名稱：船用海水源熱泵空調系統的製作方法
船用海水源熱泵空調系統
技術領域：
本發明涉及空調領域，尤其是指船用海水源熱泵空調系統
背景技術：
海洋是一個巨大的可再生能源庫，近年來，隨著能源的日益緊張，海水能的利用的研究已在各個國家展開，但由於地域性因素，只能在沿海地區使用，同時由於取水設施及海水處理導致的成本增加，使得海水能的利用未能廣泛應用。如果能在輪船上應用海水源熱泵，一方面有著臨近海水的便利條件，另一方面可以考慮一種無需取水設施的海水能利用模式。目前的船用空調基本上都是常規風冷或水冷系統，能耗比較大，而輪船上發電的成本又比較昂貴，所以船用空調的節能很有必要。有少數船用空調利用海水做為冷熱源，一般是用水泵將海水引入板式換熱器來實現，但要增加鈦合金板式換熱器或者對主機採取防腐措施，成本都十分的高昂。因此，提供一種成本低、能效高的船用空調實為必要。
發明內容
本發明的目的在於提供一種節能環保、成本低、能效高的船用海水源熱泵空調系統。為實現本發明目的，提供以下技術方案
本發明船用海水源熱泵空調系統包括製冷循環系統、船底換熱介質環路系統和空調水系統，該製冷循環系統包括依次連接成循環迴路的壓縮機、冷凝器、節流裝置、蒸發器；該船底換熱介質環路系統包括相連接的海水側盤管換熱器、第二水泵，該海水側盤管換熱器通過海水側連接管連接至冷凝器和蒸發器，連接冷凝器的一側的海水側連接管上接有第一電動水閥和第三電動水閥，連接蒸發器的一側的海水側連接管上接有第二電動水閥和第四電動水閥；該空調水系統接空調末端裝置，包括相連接的空調末端、第一水泵、膨脹罐，該空調末端通過空調供回水管連接至冷凝器和蒸發器，連接冷凝器的一側的空調供回水管上接有第六電動水閥和第八電動水閥，連接蒸發器的一側的空調供回水管上接有第五電動水閥和第七電動水閥。進一步地，該海水側連接管上還接有第三截止閥和第四截止閥，該空調供回水管上還接有第一截止閥和第二截止閥。優選的，該海水側連接管和該空調供回水管上還分別接有水流開關，以控制兩個循環系統中的水流量。優選的，該空調供回水管上，在空調水系統的第一水泵和換熱器之間還接有安全閥。優選的，該海水側盤管換熱器中的換熱管迴路是由聚乙烯盤管構成的集成迴路。優選的，所述製冷循環系統還包括高壓儲液器和氣液分離器，所述高壓儲液器連接在冷凝器與節流裝置之間，氣液分離器連接在壓縮機吸氣端與蒸發器之間。
該船用海水源熱泵空調系統的運行可包括兩種模式，具體運作方式如下
1、製冷模式
在此模式下，主機運行製冷模式第一、第三、第五、第七電動水閥開啟，第二、第四、第六、第八電動水閥關閉。製冷循環系統製冷劑經過壓縮機壓縮後進入冷凝器的空氣側換熱器，冷凝後通過節流裝置進入蒸發器，在蒸發器進行熱交換製取冷水，之後被壓縮機的吸氣口吸入，被壓縮機壓縮後參與下一次循環。船底換熱介質環路系統換熱介質在海水側盤管換熱器的盤管內與海水換熱後經過第二水泵、第一電動水閥進入冷凝器進行換熱，換熱後的介質經過第三電動水閥回到海水側盤管換熱器，進行下一個換熱循環，此處換熱介質通常是水，也可以使其他換熱介質。空調水系統環路蒸發器製取的空調冷凍水依次經過第七電動水閥、進入空調末端對空調區域供冷，最後通過第一水泵、第五電動水進入蒸發器進行下個供冷循環。如此實現供冷空調模式。2、制熱模式
在此模式下，主機運行制熱模式第一、第三、第五、第七電動水閥關閉，第二、第四、第六、第八電動水閥開啟。製冷循環系統製冷劑經過壓縮機壓縮後進入冷凝器的空氣側換熱器，在冷凝器進行熱交換製取熱水，之後通過節流裝置進入蒸發器，然後被壓縮機的吸氣口吸入，被壓縮機壓縮後參與下一次循環。船底換熱介質環路系統換熱介質在海水側盤管換熱器的盤管內與海水換熱後經過第一水泵、第二電動水閥進入蒸發器進行換熱，換熱後的介質經過第四電動水閥回到船底盤管換熱器，進行下一個換熱循環，此處換熱介質通常是水，也可以使其他換熱介質。空調水系統環路冷凝器製取的空調熱水依次經過第八電動水閥進入空調末端對空調區域供暖，最後通過第一水泵進入冷凝器進行下個供暖循環。如此實現供暖空調模式。對比現有技術，本發明具有以下優點
本發明將聚乙烯盤管構成的集成迴路安裝在船底，以替代用水泵將海水引入板式換熱器的換熱模式，使海水直接與盤管內的介質進行換熱，換熱介質進入空調主機，作為空調的冷熱源使用，充分利用了海洋能源資源，節能環保。並且輪船高速行駛時在船形成程的湍流大大增強了盤管的換熱效率，系統採取大溫差小流量設計，提高盤管的利用率，整個系統成本低廉，而且能效比常規空調有著顯著的提高。
圖I為本發明船用海水源熱泵空調系統的示意圖。
具體實施方式
請參閱圖1，本發明船用海水源熱泵空調系統包括製冷循環系統、船底換熱介質環路系統和空調水系統。該製冷循環系統包括依次連接成循環迴路的壓縮機9、冷凝器14、高壓儲液器12、節流裝置13、蒸發器11、氣液分離器10 ;該製冷循環系統的循環換熱過程製冷劑經過壓縮機9壓縮後進入冷凝器14的空氣側換熱器，換熱後依次通過高壓儲液罐12、節流裝置13進入蒸發器11，在蒸發器11進行熱交換，經過氣液分離器10後被壓縮機9的吸氣口吸入，被壓縮機9壓縮後參與下一次循環。
該船底換熱介質環路系統包括相連接的海水側盤管換熱器25、第二水泵21，該海水側盤管換熱器25中的換熱管迴路是由聚乙烯盤管構成的集成迴路。該海水側盤管換熱器25通過海水側連接管連接至冷凝器14和蒸發器11，連接冷凝器14的一側的海水側連接管上接近該海水側盤管換熱器25處接有第三截止閥22和第四截止閥23，連接冷凝器14的一側的海水側連接管上接近冷凝器14處接有第一電動水閥I和第三電動水閥3 ;連接蒸發器11的一側的海水側連接管上接近蒸發器11處接有第二電動水閥2和第四電動水閥4 ;在連接第三截止閥22的海水側連接管上還接有水流開關24。該空調水系統接空調末端裝置，包括相連接的空調末端(圖未示)、第一水泵15、膨脹罐18，該空調末端通過空調供回水管連接至冷凝器14和蒸發器11，連接冷凝器14的一側的空調供回水管上接近空調末端處接有第一截止閥19和第二截止閥20，連接冷凝器14的一側的空調供回水管上接有第六電動水閥6和第八電動水閥8，連接蒸發器11的一側的空調供回水管上接有第五電動水閥5和第七電動水閥7。在第一水泵15與第一截止閥19之間還連接有水流開關17和安全閥16。該船用海水源熱泵空調系統通過第一至第八電動水閥的開啟閉合控制實現水路切換的控制，從而實現製冷、制熱運行模式的切換，換熱介質通過安裝在船底的船底換熱介質環路系統的聚乙烯盤管與海水進行換熱，然後進入空調主機，作為空調的冷熱源供主機製冷和制熱使用。具體運作方式如下
I、製冷模式
在此模式下，主機運行製冷模式第一、第三、第五、第七電動水閥1、3、5、7開啟，第二、第四、第六、第八電動水閥2、4、6、8關閉。製冷循環系統製冷劑經過壓縮機9壓縮後進入冷凝器14的空氣側換熱器，冷凝後依次通過高壓儲液罐12、節流裝置13進入蒸發器11，在蒸發器11進行熱交換製取冷水，經過氣液分離器10後被壓縮機9的吸氣口吸入，被壓縮機9壓縮後參與下一次循環。船底換熱介質環路系統第三、第四截止閥22、23、水流開關24開啟，換熱介質在海水側盤管換熱器25的盤管內與海水換熱後經過第四截止閥23、水泵21、第一電動水閥I進入冷凝器14進行換熱，換熱後的介質經過第三電動水閥3、第三截止閥22回到海水側盤管換熱器25，進行下一個換熱循環，此處換熱介質通常是水，也可以使其他換熱介質。空調水系統環路第一、第二截止閥19、20、水流開關17、安全閥16開啟，蒸發器11製取的空調冷凍水依次經過第七電動水閥7、第二截止閥20進入空調末端裝置對空調區域供冷，最後通過第一截止閥19、水流開關17、安全閥16、水泵15、第五電動水5進入蒸發器11進行下個供冷循環。如此實現供冷空調模式。2、制熱模式
在此模式下，主機運行制熱模式第一、第三、第五、第七電動水閥1、3、5、7關閉，第二、第四、第六、第八電動水閥2、4、6、8開啟。
製冷循環系統製冷劑經過壓縮機9壓縮後進入冷凝器14的空氣側換熱器，在冷凝器14進行熱交換製取熱水，之後依次通過高壓儲液罐12、節流裝置13進入蒸發器11，然後經過氣液分離器10後被壓縮機9的吸氣口吸入，被壓縮機9壓縮後參與下一次循環。船底換熱介質環路系統第三、第四電動水閥22、23、水流開關24開啟，換熱介質在海水側盤管換熱器25的盤管內與海水換熱後經過第四截止閥23、水泵21、第二電動水閥
2進入蒸發器11進行換熱，換熱後的介質經過第四電動水閥4、第三截止閥22回到船底盤管換熱器，進行下一個換熱循環，此處換熱介質通常是水，也可以使其他換熱介質。
空調水系統環路第一、第二截止閥19、20、水流開關17、安全閥16開啟，冷凝器14製取的空調熱水依次經過第八電動水閥8、第二截止閥20、進入空調末端對空調區域供暖，最後通過第一截止閥19、水流開關17、安全閥16、水泵15進入冷凝器14進行下個供暖循環。如此實現供暖空調模式。以上所述僅為本發明的較佳實施例，本發明的保護範圍並不局限於此，任何基於本發明技術方案上的等效變換均屬於本發明保護範圍之內。
權利要求
1.一種船用海水源熱泵空調系統，其特徵在於，其包括製冷循環系統、船底換熱介質環路系統和空調水系統，該製冷循環系統包括依次連接成循環迴路的壓縮機、冷凝器、節流裝置、蒸發器；該船底換熱介質環路系統包括相連接的海水側盤管換熱器、第二水泵，該海水側盤管換熱器通過海水側連接管連接至冷凝器和蒸發器，連接冷凝器的一側的海水側連接管上接有第一電動水閥和第三電動水閥，連接蒸發器的一側的海水側連接管上接有第二電動水閥和第四電動水閥；該空調水系統接空調末端裝置，包括相連接的空調末端、第一水泵、膨脹罐，該空調末端通過空調供回水管連接至冷凝器和蒸發器，連接冷凝器的一側的空調供回水管上接有第六電動水閥和第八電動水閥，連接蒸發器的一側的空調供回水管上接有第五電動水閥和第七電動水閥。
2.如權利要求I所述的船用海水源熱泵空調系統，其特徵在於，該海水側連接管上還接有第三截止閥和第四截止閥，該空調供回水管上還接有第一截止閥和第二截止閥。
3.如權利要求2所述的船用海水源熱泵空調系統，其特徵在於，該海水側連接管和該空調供回水管上還分別接有水流開關。
4.如權利要求3所述的船用海水源熱泵空調系統，其特徵在於，該空調供回水管上，在第一水泵和空調末端之間還接有安全閥。
5.如權利要求4所述的船用海水源熱泵空調系統，其特徵在於，該海水側盤管換熱器包括由聚乙烯盤管構成的集成迴路。
6.如權利要求I所述的船用海水源熱泵空調系統，其特徵在於，所述製冷循環系統還包括高壓儲液器和氣液分離器，所述高壓儲液器連接在冷凝器與節流裝置之間，氣液分離器連接在壓縮機吸氣端與蒸發器之間。
全文摘要
本發明船用海水源熱泵空調系統包括製冷循環系統、船底換熱介質環路系統和空調水系統，該製冷循環系統包括壓縮機、冷凝器、節流裝置、蒸發器；該船底換熱介質環路系統包括相連接的海水側盤管換熱器、第二水泵，該海水側盤管換熱器通過海水側連接管連接至冷凝器和蒸發器，連接冷凝器的一側接有第一電動水閥和第三電動水閥，連接蒸發器的一側接有第二電動水閥和第四電動水閥；該空調水系統接空調末端裝置，包括相連接的空調末端、第一水泵、膨脹罐，該空調末端通過空調供回水管連接至冷凝器和蒸發器，連接冷凝器的一側接有第六電動水閥和第八電動水閥，連接蒸發器的一側接有第五電動水閥和第七電動水閥。本發明空調系統節能環保、成本低、能效高。
文檔編號F24F5/00GK102616364SQ20111003150
公開日2012年8月1日 申請日期2011年1月29日 優先權日2011年1月29日
發明者王立乾, 羅蘇瑜, 肖洪海 申請人:珠海格力電器股份有限公司