專利名稱：船用海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
船用海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)

技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及空調(diào)領(lǐng)域，尤其是指船用海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)
背景技術(shù)：
海洋是一個(gè)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(gè)國家展開，但由于地域性因素，只能在沿海地區(qū)使用，同時(shí)由于取水設(shè)施及海水處理導(dǎo)致的成本增加，使得海水能的利用未能廣泛應(yīng)用。如果能在輪船上應(yīng)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(shè)施的海水能利用模式。目前的船用空調(diào)基本上都是常規(guī)風(fēng)冷或水冷系統(tǒng)，能耗比較大，而輪船上發(fā)電的成本又比較昂貴，所以船用空調(diào)的節(jié)能很有必要。有少數(shù)船用空調(diào)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(shí)現(xiàn)，但要增加鈦合金板式換熱器或者對(duì)主機(jī)采取防腐措施，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(diào)實(shí)為必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種節(jié)能環(huán)保、成本低、能效高的船用海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，提供以下技術(shù)方案
本發(fā)明船用海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)包括制冷循環(huán)系統(tǒng)、船底換熱介質(zhì)環(huán)路系統(tǒng)和空調(diào)水系統(tǒng)，該制冷循環(huán)系統(tǒng)包括依次連接成循環(huán)回路的壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器；該船底換熱介質(zhì)環(huán)路系統(tǒng)包括相連接的海水側(cè)盤管換熱器、第二水泵，該海水側(cè)盤管換熱器通過海水側(cè)連接管連接至冷凝器和蒸發(fā)器，連接冷凝器的一側(cè)的海水側(cè)連接管上接有第一電動(dòng)水閥和第三電動(dòng)水閥，連接蒸發(fā)器的一側(cè)的海水側(cè)連接管上接有第二電動(dòng)水閥和第四電動(dòng)水閥；該空調(diào)水系統(tǒng)接空調(diào)末端裝置，包括相連接的空調(diào)末端、第一水泵、膨脹罐，該空調(diào)末端通過空調(diào)供回水管連接至冷凝器和蒸發(fā)器，連接冷凝器的一側(cè)的空調(diào)供回水管上接有第六電動(dòng)水閥和第八電動(dòng)水閥，連接蒸發(fā)器的一側(cè)的空調(diào)供回水管上接有第五電動(dòng)水閥和第七電動(dòng)水閥。進(jìn)一步地，該海水側(cè)連接管上還接有第三截止閥和第四截止閥，該空調(diào)供回水管上還接有第一截止閥和第二截止閥。優(yōu)選的，該海水側(cè)連接管和該空調(diào)供回水管上還分別接有水流開關(guān)，以控制兩個(gè)循環(huán)系統(tǒng)中的水流量。優(yōu)選的，該空調(diào)供回水管上，在空調(diào)水系統(tǒng)的第一水泵和換熱器之間還接有安全閥。優(yōu)選的，該海水側(cè)盤管換熱器中的換熱管回路是由聚乙烯盤管構(gòu)成的集成回路。優(yōu)選的，所述制冷循環(huán)系統(tǒng)還包括高壓儲(chǔ)液器和氣液分離器，所述高壓儲(chǔ)液器連接在冷凝器與節(jié)流裝置之間，氣液分離器連接在壓縮機(jī)吸氣端與蒸發(fā)器之間。
該船用海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行可包括兩種模式，具體運(yùn)作方式如下
1、制冷模式
在此模式下，主機(jī)運(yùn)行制冷模式第一、第三、第五、第七電動(dòng)水閥開啟，第二、第四、第六、第八電動(dòng)水閥關(guān)閉。制冷循環(huán)系統(tǒng)制冷劑經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮后進(jìn)入冷凝器的空氣側(cè)換熱器，冷凝后通過節(jié)流裝置進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器進(jìn)行熱交換制取冷水，之后被壓縮機(jī)的吸氣口吸入，被壓縮機(jī)壓縮后參與下一次循環(huán)。船底換熱介質(zhì)環(huán)路系統(tǒng)換熱介質(zhì)在海水側(cè)盤管換熱器的盤管內(nèi)與海水換熱后經(jīng)過第二水泵、第一電動(dòng)水閥進(jìn)入冷凝器進(jìn)行換熱，換熱后的介質(zhì)經(jīng)過第三電動(dòng)水閥回到海水側(cè)盤管換熱器，進(jìn)行下一個(gè)換熱循環(huán)，此處換熱介質(zhì)通常是水，也可以使其他換熱介質(zhì)?？照{(diào)水系統(tǒng)環(huán)路蒸發(fā)器制取的空調(diào)冷凍水依次經(jīng)過第七電動(dòng)水閥、進(jìn)入空調(diào)末端對(duì)空調(diào)區(qū)域供冷，最后通過第一水泵、第五電動(dòng)水進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行下個(gè)供冷循環(huán)。如此實(shí)現(xiàn)供冷空調(diào)模式。2、制熱模式
在此模式下，主機(jī)運(yùn)行制熱模式第一、第三、第五、第七電動(dòng)水閥關(guān)閉，第二、第四、第六、第八電動(dòng)水閥開啟。制冷循環(huán)系統(tǒng)制冷劑經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮后進(jìn)入冷凝器的空氣側(cè)換熱器，在冷凝器進(jìn)行熱交換制取熱水，之后通過節(jié)流裝置進(jìn)入蒸發(fā)器，然后被壓縮機(jī)的吸氣口吸入，被壓縮機(jī)壓縮后參與下一次循環(huán)。船底換熱介質(zhì)環(huán)路系統(tǒng)換熱介質(zhì)在海水側(cè)盤管換熱器的盤管內(nèi)與海水換熱后經(jīng)過第一水泵、第二電動(dòng)水閥進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行換熱，換熱后的介質(zhì)經(jīng)過第四電動(dòng)水閥回到船底盤管換熱器，進(jìn)行下一個(gè)換熱循環(huán)，此處換熱介質(zhì)通常是水，也可以使其他換熱介質(zhì)。空調(diào)水系統(tǒng)環(huán)路冷凝器制取的空調(diào)熱水依次經(jīng)過第八電動(dòng)水閥進(jìn)入空調(diào)末端對(duì)空調(diào)區(qū)域供暖，最后通過第一水泵進(jìn)入冷凝器進(jìn)行下個(gè)供暖循環(huán)。如此實(shí)現(xiàn)供暖空調(diào)模式。對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明將聚乙烯盤管構(gòu)成的集成回路安裝在船底，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(nèi)的介質(zhì)進(jìn)行換熱，換熱介質(zhì)進(jìn)入空調(diào)主機(jī)，作為空調(diào)的冷熱源使用，充分利用了海洋能源資源，節(jié)能環(huán)保。并且輪船高速行駛時(shí)在船形成程的湍流大大增強(qiáng)了盤管的換熱效率，系統(tǒng)采取大溫差小流量設(shè)計(jì)，提高盤管的利用率，整個(gè)系統(tǒng)成本低廉，而且能效比常規(guī)空調(diào)有著顯著的提高。


圖I為本發(fā)明船用海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明船用海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)包括制冷循環(huán)系統(tǒng)、船底換熱介質(zhì)環(huán)路系統(tǒng)和空調(diào)水系統(tǒng)。該制冷循環(huán)系統(tǒng)包括依次連接成循環(huán)回路的壓縮機(jī)9、冷凝器14、高壓儲(chǔ)液器12、節(jié)流裝置13、蒸發(fā)器11、氣液分離器10 ;該制冷循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)換熱過程制冷劑經(jīng)過壓縮機(jī)9壓縮后進(jìn)入冷凝器14的空氣側(cè)換熱器，換熱后依次通過高壓儲(chǔ)液罐12、節(jié)流裝置13進(jìn)入蒸發(fā)器11，在蒸發(fā)器11進(jìn)行熱交換，經(jīng)過氣液分離器10后被壓縮機(jī)9的吸氣口吸入，被壓縮機(jī)9壓縮后參與下一次循環(huán)。
該船底換熱介質(zhì)環(huán)路系統(tǒng)包括相連接的海水側(cè)盤管換熱器25、第二水泵21，該海水側(cè)盤管換熱器25中的換熱管回路是由聚乙烯盤管構(gòu)成的集成回路。該海水側(cè)盤管換熱器25通過海水側(cè)連接管連接至冷凝器14和蒸發(fā)器11，連接冷凝器14的一側(cè)的海水側(cè)連接管上接近該海水側(cè)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(cè)的海水側(cè)連接管上接近冷凝器14處接有第一電動(dòng)水閥I和第三電動(dòng)水閥3 ;連接蒸發(fā)器11的一側(cè)的海水側(cè)連接管上接近蒸發(fā)器11處接有第二電動(dòng)水閥2和第四電動(dòng)水閥4 ;在連接第三截止閥22的海水側(cè)連接管上還接有水流開關(guān)24。該空調(diào)水系統(tǒng)接空調(diào)末端裝置，包括相連接的空調(diào)末端(圖未示)、第一水泵15、膨脹罐18，該空調(diào)末端通過空調(diào)供回水管連接至冷凝器14和蒸發(fā)器11，連接冷凝器14的一側(cè)的空調(diào)供回水管上接近空調(diào)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(cè)的空調(diào)供回水管上接有第六電動(dòng)水閥6和第八電動(dòng)水閥8，連接蒸發(fā)器11的一側(cè)的空調(diào)供回水管上接有第五電動(dòng)水閥5和第七電動(dòng)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(guān)17和安全閥16。該船用海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)通過第一至第八電動(dòng)水閥的開啟閉合控制實(shí)現(xiàn)水路切換的控制，從而實(shí)現(xiàn)制冷、制熱運(yùn)行模式的切換，換熱介質(zhì)通過安裝在船底的船底換熱介質(zhì)環(huán)路系統(tǒng)的聚乙烯盤管與海水進(jìn)行換熱，然后進(jìn)入空調(diào)主機(jī)，作為空調(diào)的冷熱源供主機(jī)制冷和制熱使用。具體運(yùn)作方式如下
I、制冷模式
在此模式下，主機(jī)運(yùn)行制冷模式第一、第三、第五、第七電動(dòng)水閥1、3、5、7開啟，第二、第四、第六、第八電動(dòng)水閥2、4、6、8關(guān)閉。制冷循環(huán)系統(tǒng)制冷劑經(jīng)過壓縮機(jī)9壓縮后進(jìn)入冷凝器14的空氣側(cè)換熱器，冷凝后依次通過高壓儲(chǔ)液罐12、節(jié)流裝置13進(jìn)入蒸發(fā)器11，在蒸發(fā)器11進(jìn)行熱交換制取冷水，經(jīng)過氣液分離器10后被壓縮機(jī)9的吸氣口吸入，被壓縮機(jī)9壓縮后參與下一次循環(huán)。船底換熱介質(zhì)環(huán)路系統(tǒng)第三、第四截止閥22、23、水流開關(guān)24開啟，換熱介質(zhì)在海水側(cè)盤管換熱器25的盤管內(nèi)與海水換熱后經(jīng)過第四截止閥23、水泵21、第一電動(dòng)水閥I進(jìn)入冷凝器14進(jìn)行換熱，換熱后的介質(zhì)經(jīng)過第三電動(dòng)水閥3、第三截止閥22回到海水側(cè)盤管換熱器25，進(jìn)行下一個(gè)換熱循環(huán)，此處換熱介質(zhì)通常是水，也可以使其他換熱介質(zhì)?？照{(diào)水系統(tǒng)環(huán)路第一、第二截止閥19、20、水流開關(guān)17、安全閥16開啟，蒸發(fā)器11制取的空調(diào)冷凍水依次經(jīng)過第七電動(dòng)水閥7、第二截止閥20進(jìn)入空調(diào)末端裝置對(duì)空調(diào)區(qū)域供冷，最后通過第一截止閥19、水流開關(guān)17、安全閥16、水泵15、第五電動(dòng)水5進(jìn)入蒸發(fā)器11進(jìn)行下個(gè)供冷循環(huán)。如此實(shí)現(xiàn)供冷空調(diào)模式。2、制熱模式
在此模式下，主機(jī)運(yùn)行制熱模式第一、第三、第五、第七電動(dòng)水閥1、3、5、7關(guān)閉，第二、第四、第六、第八電動(dòng)水閥2、4、6、8開啟。
制冷循環(huán)系統(tǒng)制冷劑經(jīng)過壓縮機(jī)9壓縮后進(jìn)入冷凝器14的空氣側(cè)換熱器，在冷凝器14進(jìn)行熱交換制取熱水，之后依次通過高壓儲(chǔ)液罐12、節(jié)流裝置13進(jìn)入蒸發(fā)器11，然后經(jīng)過氣液分離器10后被壓縮機(jī)9的吸氣口吸入，被壓縮機(jī)9壓縮后參與下一次循環(huán)。船底換熱介質(zhì)環(huán)路系統(tǒng)第三、第四電動(dòng)水閥22、23、水流開關(guān)24開啟，換熱介質(zhì)在海水側(cè)盤管換熱器25的盤管內(nèi)與海水換熱后經(jīng)過第四截止閥23、水泵21、第二電動(dòng)水閥
2進(jìn)入蒸發(fā)器11進(jìn)行換熱，換熱后的介質(zhì)經(jīng)過第四電動(dòng)水閥4、第三截止閥22回到船底盤管換熱器，進(jìn)行下一個(gè)換熱循環(huán)，此處換熱介質(zhì)通常是水，也可以使其他換熱介質(zhì)。

空調(diào)水系統(tǒng)環(huán)路第一、第二截止閥19、20、水流開關(guān)17、安全閥16開啟，冷凝器14制取的空調(diào)熱水依次經(jīng)過第八電動(dòng)水閥8、第二截止閥20、進(jìn)入空調(diào)末端對(duì)空調(diào)區(qū)域供暖，最后通過第一截止閥19、水流開關(guān)17、安全閥16、水泵15進(jìn)入冷凝器14進(jìn)行下個(gè)供暖循環(huán)。如此實(shí)現(xiàn)供暖空調(diào)模式。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何基于本發(fā)明技術(shù)方案上的等效變換均屬于本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種船用海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，其包括制冷循環(huán)系統(tǒng)、船底換熱介質(zhì)環(huán)路系統(tǒng)和空調(diào)水系統(tǒng)，該制冷循環(huán)系統(tǒng)包括依次連接成循環(huán)回路的壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器；該船底換熱介質(zhì)環(huán)路系統(tǒng)包括相連接的海水側(cè)盤管換熱器、第二水泵，該海水側(cè)盤管換熱器通過海水側(cè)連接管連接至冷凝器和蒸發(fā)器，連接冷凝器的一側(cè)的海水側(cè)連接管上接有第一電動(dòng)水閥和第三電動(dòng)水閥，連接蒸發(fā)器的一側(cè)的海水側(cè)連接管上接有第二電動(dòng)水閥和第四電動(dòng)水閥；該空調(diào)水系統(tǒng)接空調(diào)末端裝置，包括相連接的空調(diào)末端、第一水泵、膨脹罐，該空調(diào)末端通過空調(diào)供回水管連接至冷凝器和蒸發(fā)器，連接冷凝器的一側(cè)的空調(diào)供回水管上接有第六電動(dòng)水閥和第八電動(dòng)水閥，連接蒸發(fā)器的一側(cè)的空調(diào)供回水管上接有第五電動(dòng)水閥和第七電動(dòng)水閥。
2.如權(quán)利要求I所述的船用海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，該海水側(cè)連接管上還接有第三截止閥和第四截止閥，該空調(diào)供回水管上還接有第一截止閥和第二截止閥。
3.如權(quán)利要求2所述的船用海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，該海水側(cè)連接管和該空調(diào)供回水管上還分別接有水流開關(guān)。
4.如權(quán)利要求3所述的船用海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，該空調(diào)供回水管上，在第一水泵和空調(diào)末端之間還接有安全閥。
5.如權(quán)利要求4所述的船用海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，該海水側(cè)盤管換熱器包括由聚乙烯盤管構(gòu)成的集成回路。
6.如權(quán)利要求I所述的船用海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述制冷循環(huán)系統(tǒng)還包括高壓儲(chǔ)液器和氣液分離器，所述高壓儲(chǔ)液器連接在冷凝器與節(jié)流裝置之間，氣液分離器連接在壓縮機(jī)吸氣端與蒸發(fā)器之間。
全文摘要
本發(fā)明船用海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)包括制冷循環(huán)系統(tǒng)、船底換熱介質(zhì)環(huán)路系統(tǒng)和空調(diào)水系統(tǒng)，該制冷循環(huán)系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器；該船底換熱介質(zhì)環(huán)路系統(tǒng)包括相連接的海水側(cè)盤管換熱器、第二水泵，該海水側(cè)盤管換熱器通過海水側(cè)連接管連接至冷凝器和蒸發(fā)器，連接冷凝器的一側(cè)接有第一電動(dòng)水閥和第三電動(dòng)水閥，連接蒸發(fā)器的一側(cè)接有第二電動(dòng)水閥和第四電動(dòng)水閥；該空調(diào)水系統(tǒng)接空調(diào)末端裝置，包括相連接的空調(diào)末端、第一水泵、膨脹罐，該空調(diào)末端通過空調(diào)供回水管連接至冷凝器和蒸發(fā)器，連接冷凝器的一側(cè)接有第六電動(dòng)水閥和第八電動(dòng)水閥，連接蒸發(fā)器的一側(cè)接有第五電動(dòng)水閥和第七電動(dòng)水閥。本發(fā)明空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保、成本低、能效高。
文檔編號(hào)F24F5/00GK102616364SQ20111003150
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月29日
發(fā)明者王立乾, 羅蘇瑜, 肖洪海 申請(qǐng)人:珠海格力電器股份有限公司