• / 9
  • 下載費用:30 金幣  

一種艦船用水冷空調系統及其控制方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201410111367.0

申請日:

2014.03.24

公開號:

CN104949295A

公開日:

2015.09.30

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效 IPC(主分類):F24F 11/02申請日:20140324|||公開
IPC分類號: F24F11/02 主分類號: F24F11/02
申請人: 珠海格力電器股份有限公司
發明人: 王嚴杰; 曾慶新; 謝鎮洲; 黃章義; 周智昌
地址: 519070廣東省珠海市前山金雞西路珠海格力電器股份有限公司
優先權:
專利代理機構: 北京集佳知識產權代理有限公司11227 代理人: 魏曉波
PDF完整版下載: PDF下載
法律狀態
申請(專利)號:

CN201410111367.0

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.09.07|||2015.11.04|||2015.09.30

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種艦船用水冷空調系統,包括壓縮機、用于與海水換熱的冷凝器和設置在船艙或者儲物柜內的蒸發器,該水冷空調系統還包括:用于檢測冷凝器進水口進水溫度Ta的第一溫度傳感器;設置于船艙或者儲物柜內的電加熱器;控制器,在制熱工況下,當Ta<T1時,控制器控制壓縮機停止運行,且開啟電加熱器。該水冷空調系統有效避免了系統多次出現低壓保護的情況,使得空調系統能夠持續對船艙以及儲物柜內進行供熱,并且在低溫時及時使壓縮機停止運行還可以有效降低換熱器被凍裂以及壓縮機被燒毀的風險。本發明中還公開了一種艦船用水冷空調系統的控制方法。

權利要求書

權利要求書
1.  一種艦船用水冷空調系統,包括壓縮機(1)、用于與海水換熱的冷凝器(2)和設置在船艙或者儲物柜內的蒸發器(3),其特征在于,還包括:
用于檢測所述冷凝器(2)進水口進水溫度Ta的第一溫度傳感器(4);
設置于所述船艙或者所述儲物柜內的電加熱器(17);
控制器,在制熱工況下:
當Ta<T1時,所述控制器控制所述壓縮機(1)停止運行,且開啟所述電加熱器(17)。

2.  如權利要求1所述的艦船用水冷空調系統,其特征在于,還包括用于檢測所述冷凝器(2)出水口出水溫度Tb的第二溫度傳感器(5),當T1≤Ta<T2,且Tb<T3時,所述控制器控制所述壓縮機(1)停止運行,且開啟所述電加熱器(17);當T1≤Ta<T2,且Tb≥T3時,所述控制器控制所述壓縮機(1)保持運行。

3.  如權利要求2所述的艦船用水冷空調系統,其特征在于,當Ta≥T2時,所述控制器控制所述壓縮機(1)保持運行。

4.  如權利要求3所述的艦船用水冷空調系統,其特征在于,還包括可控制所述電加熱器(17)開啟的輸入裝置。

5.  如權利要求1-4任意一項所述的艦船用水冷空調系統,其特征在于,還包括靠近所述電加熱器(17)或者所述蒸發器(3)設置的送風機(6)。

6.  如權利要求1-4所述的艦船用水冷空調系統,其特征在于,所述冷凝器(2)為套管式海水冷凝器。

7.  一種艦船用水冷空調系統的控制方法,所述艦船用水冷空調系統包括壓縮機(1)、用于與海水換熱的冷凝器(2)和設置在船艙或者儲物柜內的蒸發器(3)以及電加熱器(17),其特征在于,在制熱工況下,當所述冷凝器(2)進水口的進水溫度Ta<T1時,控制所述壓縮機(1)停止運行,且開啟所述電加熱器(17)。

8.  如權利要求7所述的艦船用水冷空調系統的控制方法,其特征在于,當T1≤Ta<T2,且所述冷凝器(2)出水口的出水溫度Tb<T3時,控制所述壓 縮機(1)停止運行,且開啟所述電加熱器(17);當T1≤Ta<T2,且Tb≥T3時,控制所述壓縮機(1)保持運行。

9.  如權利要求8所述的艦船用水冷空調系統的控制方法,其特征在于,當所述進水溫度Ta≥T2時,控制所述壓縮機(1)保持運行。

10.  如權利要求9所述的艦船用水冷空調系統的控制方法,其特征在于,還包括:檢測是否有電加熱器(17)開啟的輸入信號,若是,則控制電加熱器(17)開啟;若否,則保持所述電加熱器(17)關閉。

說明書

說明書一種艦船用水冷空調系統及其控制方法
技術領域
本發明涉及船用空調技術領域,更具體地說,涉及一種艦船用水冷空調系統及其控制方法。
背景技術
無論是艦船內部的乘坐空間還是艦船內部的儲物空間內,都需要保持適宜的溫度,這就需要艦船上所安裝的空調系統持續不斷的進行工作。
為了充分地利用環境條件,降低制熱和制冷的成本,現有的艦船空調系統一般均設計為水冷空調系統,其中用于與制冷劑進行換熱的水為就地取用的海水,海水的溫度在夏季是顯著低于外界環境的溫度,因而在夏季制冷的過程中其節能優勢是非常明顯的,通常艦船用水冷空調系統的制冷過程為:壓縮機中排出的高溫高壓制冷劑氣體流經冷凝器,與低溫海水進行熱交換后進入節流元件,經過節流元件的節流后成為低溫低壓的制冷劑液體,低溫低壓的制冷劑液體流到位于船艙內或者儲物柜內的蒸發器與周圍的氣體進行熱交換后變為低溫低壓的制冷劑氣體,然后流回至壓縮機內進行壓縮并進行下一循環。
然而冬季制熱的過程中,由于海水的溫度會顯著降低,空調系統中的制冷劑在與海水進行熱交換的過程中容易發生系統低壓保護,多次反復出現低壓保護不僅會造成船艙以及儲物柜內忽冷忽熱的現象,同時還極易容易出現凍裂換熱器甚至存在燒毀壓縮機的風險。
因此,如何既能夠保證船艙以及儲物柜內的供熱質量,又能夠有效保護換熱器和壓縮機是目前本領域技術人員亟需解決的技術問題。
發明內容
有鑒于此,本發明的目的在于提供一種艦船用水冷空調系統,以便能夠在保證船艙以及儲物柜內供熱質量的同時,有效保護換熱器和壓縮機。
本發明的另一目的在于提供一種具有上述艦船用水冷空調系統的控制方法。
為實現上述目的,本發明提供如下技術方案:
一種艦船用水冷空調系統,包括壓縮機、用于與海水換熱的冷凝器和設置在船艙或者儲物柜內的蒸發器,該艦船用水冷空調系統中還包括:
用于檢測所述冷凝器進水口進水溫度Ta的第一溫度傳感器;
設置于所述船艙或者所述儲物柜內的電加熱器;
控制器,在制熱工況下:
當Ta<T1時,所述控制器控制所述壓縮機停止運行,且開啟所述電加熱器。
優選地,在上述艦船用水冷空調系統中,還包括用于檢測所述冷凝器出水口出水溫度Tb的第二溫度傳感器,當T1≤Ta<T2,且Tb<T3時,所述控制器控制所述壓縮機停止運行,且開啟所述電加熱器;當T1≤Ta<T2,且Tb≥T3時,所述控制器控制所述壓縮機保持運行。
優選地,在上述艦船用水冷空調系統中,當Ta≥T2時,所述控制器控制所述壓縮機保持運行。
優選地,在上述艦船用水冷空調系統中,還包括可控制所述電加熱器開啟的輸入裝置。
優選地,在上述艦船用水冷空調系統中,還包括靠近所述電加熱器或者所述蒸發器設置的送風機。
優選地,在上述艦船用水冷空調系統中,所述冷凝器為套管式海水冷凝器。
本發明還提供了一種艦船用水冷空調系統的控制方法,所述艦船用水冷空調系統包括壓縮機、用于與海水換熱的冷凝器和設置在船艙或者儲物柜內的蒸發器以及電加熱器,并且該控制方法中:在制熱工況下,當所述冷凝器 進水口的進水溫度Ta<T1時,控制所述壓縮機停止運行,且開啟所述電加熱器。
優選的,在上述艦船用水冷空調系統的控制方法中,當T1≤Ta<T2,且所述冷凝器出水口的出水溫度Tb<T3時,控制所述壓縮機停止運行,且開啟所述電加熱器;當T1≤Ta<T2,且Tb≥T3時,控制所述壓縮機保持運行。
優選的,在上述艦船用水冷空調系統的控制方法中,當所述進水溫度Ta≥T2時,控制所述壓縮機保持運行。
優選的,在上述艦船用水冷空調系統的控制方法中,還包括:檢測是否有電加熱器開啟的輸入信號,若是,則控制電加熱器開啟;若否,則保持所述電加熱器關閉。
由以上技術方案中可以看出,本發明所提供的艦船用水冷空調系統中在原有空調系統的技術上還設置了用于檢測冷凝器進水口進水溫度Ta的第一溫度傳感器、在船艙或者儲物柜內還設置了電加熱器,并且還設置了控制器,并且在Ta<T1時,控制器控制壓縮機停止運行,且開啟電加熱器。
T1為可以采用壓縮機運行來進行制熱時的最低海水溫度,由上述方案可以看出,當第一溫度傳感器所采集到的進水溫度Ta<T1時,控制器即控制壓縮機停止運行,并且開啟電加熱器來替換蒸發器來對船艙或者儲物柜內進行供熱,這就有效避免了由于海水溫度過低而使系統多次出現低壓保護的情況,使得空調系統能夠持續對船艙以及儲物柜內進行供熱,從而保證了供熱的質量,并且在低溫時及時使壓縮機停止運行還可以有效降低換熱器被凍裂以及壓縮機被燒毀的風險。
本發明中所提供的艦船用水冷空調系統的控制方法中,在Ta<T1時,控制壓縮機停止運行,且開啟電加熱器,因而也就避免了由于海水溫度過低而使系統多次出現低壓保護的情況,使得空調系統能夠持續對船艙以及儲物柜內進行供熱,從而保證了供熱的質量,并且在低溫時及時使壓縮機停止運行還可以有效降低換熱器被凍裂以及壓縮機被燒毀的風險。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案,下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明實施例中所提供的艦船用水冷空調系統在制冷工況下的運行示意圖;
圖2為本發明實施例中所提供的艦船用水冷空調系統在制熱工況下的運行示意圖。
其中,
1為壓縮機,2為冷凝器,3為蒸發器,4為第一溫度傳感器,5為第二溫度傳感器,6為送風機,7為四通閥,8為氣液分離器,9為第一過濾器,10為制熱節流點感溫包,11為制冷節流點感溫包,12為第二過濾器,13為低壓壓力開關,14為吸氣感溫包,15為排氣感溫包,16為高壓壓力開關,17為電加熱器。
具體實施方式
本發明的核心在于提供一種艦船用水冷空調系統,以便能夠在保證船艙以及儲物柜內供熱質量的同時,有效保護換熱器和壓縮機。
本發明的另一核心在于提供一種上述艦船用水冷空調系統的控制方法。
下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
請同時參考圖1和圖2,本發明所提供的艦船用水冷空調系統中,包括壓縮機1、四通閥7、冷凝器2、蒸發器3、氣液分離器8以及電加熱器17,其中壓縮機1的進氣口與氣液分離器8相連通,壓縮機1的出氣口與四通閥7中的第一接口相連通,四通閥7中與第一接口相鄰的第二接口和第三接口分別與氣液分離器8和冷凝器2相連通,四通閥7中的第四接口與蒸發器3相連通,并且冷凝器2和蒸發器3通過制冷管路相連通,在壓縮機1與四通閥7 之間的連接管路上設置有排氣感溫包15和高壓壓力開關16,在冷凝器2和蒸發器3的連接管路上依次設置有第一過濾器9、制熱節流點感溫包10、節流元件、制冷節流點感溫包11以及第二過濾器12,在氣液分離器8和壓縮機1之間的連接管路上設置有低壓壓力開關13和吸氣感溫包14,同時在蒸發器3上還設置有蒸發器防凍感溫包和回風感溫包,并且該艦船用水冷空調系統中還包括,用于檢測冷凝器2進水口進水溫度Ta的第一溫度傳感器4、設置在船艙或者所述儲物柜內的電加熱器17以及控制器,并且在制熱工況下,當Ta<T1時,控制器控制壓縮機1停止運行,且開啟所述電加熱器17。
應當進行說明的是,T1是可以采用壓縮機1來進行制熱時所要求的海水的最低溫度,通常情況下,T1的值取為5-8℃,優選的為7℃,當水溫為5℃時,壓縮機不僅功耗加劇,而且磨損嚴重,并且冷凝器2極易出現結冰或者被凍裂的情況。由上述實施例中可以看出,當第一溫度傳感器4所采集到的進水溫度Ta<T1時,控制器即控制壓縮機1停止運行,并且開啟電加熱器17來替換蒸發器3對船艙或者儲物柜內進行供熱,這就有效避免了由于海水溫度過低而使系統多次出現低壓保護的情況,使得空調系統能夠持續對船艙以及儲物柜內進行供熱,從而保證了供熱的質量,并且在低溫時及時使壓縮機1停止運行還可以有效降低換熱器被凍裂以及壓縮機被燒毀的風險。
當進水溫度大于T1時,采用壓縮機1進行制熱冷凝器被凍壞的風險顯著減小,為了進一步避免冷凝器2被凍裂,同時進一步避免壓縮機1出現燒毀的情況,本實施例中對上述實施例所提供的艦船用水冷空調系統進行了優化,具體的,增加冷用于檢測冷凝器2出水口出水溫度Tb的第二溫度傳感器5,并且選取了大于T1的溫度T2作為比較參數,T2的取值為15℃,通常情況下當水溫大于15℃時,空調系統完全沒有凍結的風險,在T1≤Ta<T2時,控制器判斷冷凝器2的出水溫度是否小于T3,T3的取值為1-3℃,優選的為2℃,一般情況下,當出水溫度小于1℃時,整個空調系統出現凍結的風險較大,因而若是出水溫度小于T3,則表示冷凝器2存在凍結風險,此時控制器將控制壓縮機1停止運行,并且開啟電加熱器17進行加熱,使用電加熱方式替代壓縮機運行的供熱方式;若出水溫度不小于T3,則斷定冷凝器2不存在凍結的風險,此時控制器將控制壓縮機1繼續保持運行。
可以理解的是,上述實施例中在進行冷凝器2的出水溫度判斷時,壓縮機是處于運行狀態的,即當進水溫度Ta≥T1時,壓縮機即進入運行狀態,然后進行冷凝器2出水溫度的判斷,控制器根據冷凝器2的出水溫度與T3之間的關系,來控制壓縮機的停止或者繼續運行。
本領域技術人員熟知的是,采用壓縮機1進行制暖相比于電加熱器17進行制暖而言,其耗費的能量相對較低,因而制熱成本也相對較低,所以在允許的情況下,應優先選擇壓縮機1制暖的方式,為此本實施例中,在當Ta≥T2時,即海水的溫度較高時,控制器控制壓縮機1保持運行。
當然,船艙或者儲物柜有時需要在短時間內進行快速制熱,因此本實施例中還設置了可控制電加熱器17開啟的輸入裝置,該輸入裝置可以實現在壓縮1機處于運行狀態時,同時開啟電加熱器17進行加熱,以便于使船艙或者儲物柜內迅速達到需要的溫度。輸入裝置可以為實體開關,也可以為具有人機交互功能的觸摸式輸入裝置,例如觸摸屏等。
更進一步的,為了保證電加熱器17和蒸發器3所傳遞的熱量快速的散發至船艙或者儲物柜空間內,本實施例中還在靠近電加熱器17或者蒸發器3的位置處設置了送風機6,如圖1和圖2中所示,當電加熱器17和蒸發器3采用一前一后的設置方式時,可以僅設置有一個送風機6。
為了保證冷凝器2具有較好的換熱效果,本實施例中所提供的冷凝器2具體為套管式海水冷凝器,套管式海水冷凝器可以顯著提高冷凝器2的換熱系數,增大空調機組的制熱量,尤其是在較低的水溫下依然可以保證制取較多的熱量。
下面結合圖1和圖2分別對本發明中所提供的艦船用水冷空調系統的制冷工況和制熱工況進行說明:圖中的箭頭代表制冷劑的流動方向,來自蒸發器3的低溫、低壓制冷劑氣體被壓縮機1吸入后壓縮成為高溫、高壓制冷劑氣體,高溫高壓的制冷劑氣體被排入到冷凝器2中與海水進行熱交換后成為制冷劑液體,制冷劑液體經節流元件降溫降壓后進入到蒸發器3內與室內需要調節的空氣進行熱交換,完成熱交換后的制冷劑變為低溫低壓的制冷劑氣體,然后又被吸入到壓縮機1內進行下一循環。
請參考圖2,在制熱工況時,制冷劑的流動方向通過四通閥7的換向作用與制冷時的流動方向相反,壓縮機1所排出的高溫高壓制冷劑氣體首先進入 到蒸發器3(此時蒸發器起到冷凝器的作用),并與室內需要調節的空氣進行熱交換,完成熱交換后的制冷劑經過節流元件的降溫降壓后進入到冷凝器2中(此時冷凝器起到蒸發器的作用),并從低溫的海水中吸取熱量變溫氣態,然后進入到壓縮機1內進行熱泵制熱循環。
當然,由于該艦船用水冷空調系統中還包括電加熱器17和控制器,并且在制熱過程中,第一傳感器4實時檢測冷凝器進水口進水溫度Ta,一旦出現Ta<T1的情況,控制器控制壓縮機1停止運行,且開啟所述電加熱器。
優選的是,在當T1≤Ta<T2時,判斷冷凝器2出水口溫度Tb,且在Tb<T3時,控制器控制壓縮機1停止運行,且開啟電加熱器17;當T1≤Ta<T2,且Tb≥T3時,控制器控制壓縮1機保持運行,在Ta≥T2時,控制器控制壓縮機1保持運行。
在壓縮機1保持運行的狀態下,操作人員還可以根據需要確定是否通過輸入裝置開啟電加熱器17進行快速制熱。
本發明實施例中還公開了一種艦船用水冷空調系統的控制方法,該控制方法所針對的艦船用水冷空調系統包括壓縮機1、用于與海水交換的冷凝器2和設置在船艙或者儲物柜內的蒸發器3以及電加熱器17,并且在制熱工況下,當冷凝器2進水口的進水溫度Ta<T1時,控制壓縮機1停止運行,且開啟電加熱器。
該實施例中的T1是可以采用壓縮機1來進行制熱時所要求的海水的最低溫度。
采用該種方法來控制上述艦船用水冷空調系統,可以在海水溫度較低,并且冷凝器2存在被凍裂的風險時,停止壓縮機1的運行,并開啟電加熱器,從而將整個系統從壓縮機1運行制熱模式切換為電加熱制熱模式,這就有效保證了船艙或者儲物柜內的連續供熱,并且有效保護了壓縮機1和冷凝器2。
雖然當進水溫度大于Ta時,采用壓縮機1進行制熱冷凝器2被凍壞的風險顯著減小,但是為了進一步避免冷凝器2被凍裂,同時進一步避免壓縮機1出現燒毀的情況,本實施例中的控制方法中還選取了一個大于T1的中間溫度值T2,并同時對獲取的冷凝器2出水口出水溫度Tb進行判斷,當T1≤Ta<T2,且冷凝器2出水口的出水溫度Tb<T3時,則認為冷凝器2存在被凍裂的風險, 因而控制壓縮機1停止運行,且開啟所述電加熱器17進行加熱;當T1≤Ta<T2,且Tb≥T3時,則認為沒有凍結風險,因而控制所述壓縮機1保持運行。
當進水溫度Ta≥T2時,一般冷凝器2不存在被凍裂的風險,為了降低能源消耗,本實施例中的控制方法中優選的控制壓縮機1保持運行。
需要說明的是,本發明所提供的艦船用水冷空調系統的控制方法中T1、T2、和T3的取值與上述艦船用水冷空調系統中相應參數的取值相同。
當然,若需要在短時間內快速進行制熱,操作人員還可以同時開啟電加熱器17進行制熱,因而本發明實施例中所公開的控制方法中還包括檢測是否有電加熱器17開啟的輸入信號,若是,則控制電加熱器17開啟,若否,則保持電加熱器17關閉。
本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述,每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處,各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
對所公開的實施例的上述說明,使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的,本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下,在其它實施例中實現。因此,本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例,而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。

關 鍵 詞:
一種 艦船 水冷 空調 系統 及其 控制 方法
  專利查詢網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
關于本文
本文標題:一種艦船用水冷空調系統及其控制方法.pdf
鏈接地址:http://www.rgyfuv.icu/p-6381536.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服客服 - 聯系我們

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net網站版權所有
經營許可證編號:粵ICP備17046363號-1 
 


收起
展開
山东11选5中奖结果走势图