[發明專利]一種高效船用海水源熱泵空調系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201410532794.6
• 申請日: 2014-10-10
• 公開（公告）號: CN104354847A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 趙忠超;豐威仙;張嬌嬌;周根明;楊興林;秦伯進
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: B63J2/12
• 分類號: B63J2/12
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

1.一種高效船用海水源熱泵空調系統，其特征是：包括海水回路、制冷劑回路、熱回收回路以及電控箱(5)，所述海水回路由海水泵(1)、水處理設備(2)、第一電動三通閥(3)、第一換熱器(4)、第三電動三通閥(22)、第二換熱器(19)、蒸發器(17)依次通過管道連接構成；所述制冷劑回路依次由壓縮機(24)、冷凝器(13)、節流機構(16)以及蒸發器(17)通過管道連接構成；所述熱回收回路由第一換熱器(4)、第一循環泵(11)、柴油機(12)、第二電動三通閥(9)、船用燃油廢氣組合鍋爐(23)和第二換熱器(19)依次通過管道連接構成；所述電控箱(5)分別與第一、第二、第三電動三通閥(3)、(9)、(22)、檢測空氣濕度傳感器(6)、空氣溫度傳感器(7)、海水溫度傳感器(8)以及熱水溫度傳感器(18)相連接。

2.根據權利要求1所述的高效船用海水源熱泵空調系統，其特征是：所述的第一電動三通閥(3)的另一出口還連接有與第一換熱器(4)相連接的第三旁通支管(21)。

3.根據權利要求1所述的高效船用海水源熱泵空調系統，其特征是：所述的第二電動三通閥(9)的另一出口還連接有與第一循環泵(11)相連接的第一旁通支管(10)。

4.根據權利要求1所述的高效船用海水源熱泵空調系統，其特征是：所述的第三電動三通閥(22)的另一出口還連接有與第二換熱器(19)相連接的第二旁通支管(20)。

5.根據權利要求1所述的高效船用海水源熱泵空調系統，其特征是：所述的冷凝器(13)還通過管道連接有第二循環泵(15)。

6.根據權利要求1所述的高效船用海水源熱泵空調系統，其特征是：所述的冷凝器(13)與蒸發器(17)之間還設置有與壓縮機(24)相連通的四通換向閥(25)。

7.一種如權利要求1所述高效船用海水源熱泵空調系統的控制方法，其特征是：根據不同季節，不同時期，不同海域確定輔助熱源的切換，具體包括以下步驟：

(1)通過空氣溫度傳感器(7)實時檢測空氣溫度T_環，再根據當地實時時間綜合計算出當日的平均溫度T_空平，通過海水溫度傳感器(8)實時檢測海水溫度T_海，通過空氣濕度傳感器(6)實時檢測空氣濕度R，通過熱水溫度傳感器(18)實時檢測熱水溫度T_熱；由所測空氣濕度R和計算出的平均空氣溫度T_空平，確定當時所在的季節；

(2)根據當地地理環境確定冬季和夏季的空氣濕度設定值，當空氣濕度達到夏季設定值，且T_空平≥25℃則判定為夏季，實現空調系統制冷模式；當空氣濕度小于冬季設定值，且T_空平≤15℃則判定為冬季，實現空調系統制熱模式；當空氣濕度為非設定值，且15℃＜T_空平＜25℃則判定為過渡季節；

(3)根據步驟(1)檢測的海水溫度、熱水溫度以及步驟(2)所確定的季節，確定輔助熱源的控制方法；依據熱水溫度傳感器(18)檢測加熱后的海水溫度，確定輔助熱源的啟停，以及第一、第三電動三通閥(3)、(22)的開閉。

8.根據權利要求7所述的高效船用海水源熱泵空調系統的控制方法，其特征是：所述的制冷模式是以海水為冷源進行制冷，船舶余熱生產生活熱水及加熱重油和油艙。

9.根據權利要求7所述的高效船用海水源熱泵空調系統的控制方法，其特征是：所述的制熱模式為冬季航行制熱模式和冬季錨泊制熱模式兩種，其中冬季航行制熱模式是以海水為熱源，同時使用缸套冷卻水余熱和柴油機排氣余熱輔助加熱海水；冬季錨泊制熱模式是以海水為熱源，同時使用船用燃油廢氣組合鍋爐燃油加熱產生的蒸汽為輔助熱源加熱海水。

10.根據權利要求9所述的高效船用海水源熱泵空調系統的控制方法，其特征是，所述的熱源為由海水、柴油機缸套冷卻水和蒸汽串聯構成。