一种使用方便的船用空调的制作方法

本发明涉及到空调技术领域，尤其涉及到中小型船艇、游艇装配船用空调。

背景技术：

由于国内经济的高速发展，现阶段建造的小型船艇、游艇也日益增多，这类船艇已不再是满足简单的航行功能需求，配备船用空调已成为船乘人员舒适性方面必备考虑。此类船艇需装配空调得首先配备发电机组，且受空调压缩机启动电流大这一特性，其配备的发电机容量需远大于空调实际消耗的电功率；常规船用空调压缩机的能量来自于发电机组，发电机组的能量来自于所配内燃机动力源。即有由机械能转变为电能再由电能转变为机械能的过程，其内燃机输出功率与空调压缩输出功率之间的能效比是非常低的，因此在此转换过程中损耗的能源也很巨大；其次此类船艇舱室空间都很小且对配套设备重量要求较高，安装船用空调需同时配备发电机组，会造成整体船艇使用空间功能的下降或受空间限制根本无法同时安装上述二设备。

本人曾取得专利号为zl201621150968.3《自带发电功能的水源热泵船用空调》实用新型专利证书，其专利所述水源热泵船用空调工作原理是空调冷(热)水机组+空调未端设备风机盘管间接式中央空调工作形式。对小型船艇来说更希望有一种结构简单采用内燃机为动能的直接蒸发式水源热泵船用空调，即船艇客舱内的空调未端设备是以制冷剂为媒介的蒸发机组而不是以冷媒水为媒介的风机盘管。

技术实现要素：

本发明的燃机动能水源热泵船用空调采用分体直接蒸发式空调工作原理，由安装在船艇机舱或底舱中空调室外机组与安装在船艇客舱内空调室机组组成。空调室外机组外形采用隔音罩箱式结构，内部由电启动型内燃机(本发明的空调动力源适用所有使用燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机，如汽油机、柴油机、天然气(cng)、lpg发动机、乙醇发动机等，从船艇相关规范及安全角度考虑应使用柴油机)、皮带轮式水泵、轴带压缩机、干燥过滤器、四通换向阀、套管式换热器(本发明的空调水换热器适用所有可作为热泵机组使用以水氟作为热交换的水换热器)、中央控制器(电控箱)、储液器、直流发电机、油门电控器组成安装在船艇机舱内；空调室内机组由蒸发器、蒸发风机、节流膨胀阀(本发明的空调节流膨胀阀同样适用电子膨胀阀、毛细管等节流装置)、凝水盘及机组外壳等组成安装在船艇客舱内。

空调室外机组内压缩机采用皮带轮驱动型轴带压缩机，由内燃机通过皮带轮直接带动空调轴带压缩机。压缩机皮带轮设有离合器，空调在不需工作时压缩机退出运行。

空调室外机组内套管式换热器的水源与内燃机冷却水源(水冷式内燃机采用，风冷式内燃机无需此功能)均由皮带轮式水泵提供，水泵进水口联接至船艇舱底海水门，水源为船舶航行区域的江、河、海水，皮带轮式水泵亦是由内燃机通过皮带轮直接驱动。

空调室外机组内另加装一台直流发电机同样由内燃机通过皮带轮驱动，直接给船配蓄电瓶组充电及给其它低压用电器具提供直流电源。由于直流发电机电功率输出的大小并非由转速所决定而是由励磁线圈电流所决定，这样便于内燃机在空调压缩机停止运行作低转速低功率输出时，通过二者主、被动轮径合理配比发电机也能输出最大电功率。故本新型船用空调在平常不使用空调时还可运行发电模式工作。部分船艇有少量用电器具使用要求是ac220v动力电源，可由外置的一台dc12或dc24v/ac220v交直流逆变器提供。直流发电机输出电压根据船艇配置的蓄电瓶组电压dc12v或dc24v而定。

空调能量需求是根据环境温度的不同而变化的。本新型船用空调设有微电脑中央控制器，中央控制器通过内燃机油门电控器来改变内燃机转速从而改变空调压缩机转速，以达到压缩机输出功率与船艇舱室空调能量需求一致的目的。当空调室内机组温控到达设定值或人为停机时中央控制器自动控制压缩机皮带轮离合器分开，内燃机成为完全发电模式运行，其转速仅需满足直流发电机的最低额定转速即可。

所述中央控制器由空调室外机组内的电气控制箱、室外机组机箱罩壳上控制显示器与安装在船艇客舱内的远程控制显示器组成。可控制内燃机的启停，直流发电机的励磁线圈电源通断，内燃机油门电控器的控制，轴带压缩机离合器的分合，四通换向阀换向，空调室内机组蒸发风机及风机调速。室外机组机箱罩壳上控制显示器与安装在船艇客舱内的远程控制显示器功能相同，具有内燃机启停，空调机组运行启停，制冷制热工况模式的选择，蒸发风机风量选择，温度设定，空调模式与发电模式的选择，内燃机水温显示，空调室内机组舱室温度显示，机组运行状态显示，故障报警显示，空调机组技术参数修改及显示等功能。

有益效果

本发明的内燃机动能水源热泵船用空调采用了皮带轮驱动型轴带压缩机，省却了常规船用空调由机械能转变为电能，再由电能转变为机械能这一能量损耗过程。其所选配的内燃机输出功率只需常规船用空调所配发电机组中内燃机输出功率的3/5。常规船用空调所配置的动力发电机组无法根据空调负荷能量需求改变其转速，本发明空调会根据空调能量需求多少自动调节内燃机转速及输出功率达到节能目的。

本发明的船用空调由于采用的是直流发电机组加交直流逆变器作动力电源的方案，有二组电源输出供船艇及空调用电器具使用并给船配蓄电瓶组充电。在船艇小功率电源需求的情况下，直流电源可由船配的蓄电瓶组提供，动力电源通过交直流逆变器提供。在船艇直流电源或动力电源功率使用要求较大或较长时间的情况下，可运行本新型空调的发电模式，内燃机仅需作低转速低功率输出就可达到发电机最大输出功率。

本发明的船用空调由于将发电机与空调功能融于一体，节省了原船艇需同时配置发电机组与船用空调在机舱安装空间，减轻了安装空调后船艇所需承载设备的重量。

本发明的船用空调由于采用分体式机组结构，船艇客舱内空调室内蒸发机组没有常规一体机船用空调中的压缩机存在，除其体积重量减小外空调运行噪声也得到了极大的降低。

附图说明

图1是本发明的内燃机动能水源热泵船用空调室外机组结构图。

图2是本发明的内燃机动能水源热泵船用空调室内机组结构图。

图3是本发明的内燃机动能水源热泵船用空调工作原理图。

图1主要由1隔音罩箱式结构外壳，2内燃机，3轴带压缩机，4储液器，5干燥过滤器，6四通换向阀，7套管式换热器，8中央控制器，9皮带轮式水泵，10直流发电机，11油门电控器，组成内燃机动能水源热泵船用空调室外机组。

图2主要由12蒸发器，13节流膨胀阀，14蒸发风机，15凝水盘及16机组外壳等组成内燃机动能水源热泵船用空调室内机组。

图3有空调外部件：17交直流逆变器，18蓄电瓶组组成直流电源与动力电源系统。

具体实施方式

依据图3内燃机为动能的水源热泵船用空调工作原理图；空调运行时，由中央控制器(8)启动内燃机(2)并作低速动行，直流发电机(10)根据自检蓄电瓶组(18)电压自动调节发电机励磁线圈电流，输出相应功率发电量。皮带轮式水泵(9)工作，供空调套管式换热器(7)及内燃机(2)冷却水源。当中央控制器(8)运行指令空调制冷或制热时四通换向阀(6)首先作相应动作，然后油门电控器(11)加大油门提高内燃机输出功率同时，轴带压缩机(3)离合器吸合压缩机进入工作状态，制冷工况时制冷剂通过套管式水换热器(7)压缩冷凝成液态制冷剂经由储液器(4)干燥过滤器(5)，通过外接内外机组制冷剂管路将液态制冷剂通过室内蒸发机组节流膨胀阀(13)节流输送到蒸发器(12)蒸发吸热，由蒸发风机(14)将船艇客舱空气作热交换循环。制热工况时制冷剂反向流经上述空调部件，从而可行成一完整的空调热泵工作运行流程。

中央控制器(8)在内燃机(2)运行时，无论空调压缩机(3)是否工作均会接通直流发电机(10)励磁线圈电路，根据蓄电瓶组(18)电压状况自动调节励磁电流，直流发电机输出相应电功率满足船艇及空调电力需求。蓄电瓶组(18)有二路电源输出，一路直流电源输出，一路经由交直流逆变器(17)输出动力电源ac220v，供船艇用电设备及空调用电设备使用。

以上仅为本发明打的船用空调的工作原理与基本特征，对于本行业的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可做出若干等效变化与改进，这些等效变化与改进皆应属于本发明保护范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物为界定。