一种外循环式环境控制系统的制作方法

本申请涉及饱和潜水技术领域，尤其涉及一种外循环式环境控制系统。

背景技术：

饱和潜水作业是高危、高强度的作业，通常，潜水员生活在加压舱中，而加压舱是封闭的环境，空间小、环境气压高，所以环境气体和标准大气环境差别大，因此，如何维持潜水员生活环境的舒适度，使其能够正常休息就显得尤为重要。

目前，饱和潜水技术使用的环境气体中氦气占有较大的比例，在该环境下人体表面散热速度较快，带来的直接影响是人体对冷热的敏感度增强，而且潜水员长期居住在密闭的居住舱内，舱内的湿度和二氧化碳等有害气体含量不断提高会对潜水员健康甚至生命产生威胁，再者舱内噪声也是直接影响潜水员休息质量的重要因素。

因此，从温度控制、除湿、有害气体清除及噪声等方面对居住舱环境控制系统提出了较高的要求。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种外循环式环境控制系统，不仅能够对潜水设备的加压舱内的气体治理进行治理，而且通过将环控机设置在加压舱外，能够进一步提高潜水员在加压舱内居住的舒适度。

第一方面，本申请实施例提供了一种外循环式环境控制系统，控制系统包括：

环控机和冷热水机组；其中，

所述环控机，设置在潜水设备的加压舱外，通过承压风管与所述加压舱相连接，用于获取所述加压舱内的气体，并对所述气体进行气体质量治理，以向所述加压舱提供经过气体质量治理后的气体；

所述冷热水机组，设置在所述加压舱外，通过媒水管路与所述环控机相连接，用于为所述环控机提供对气体质量治理过程中所需的媒水。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，

所述环控机上设置有进风口和出风口，所述进风口和所述出风口分别通过所述承压风管与所述加压舱相连。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，

所述环控机包括气体净化单元，与所述进风口相连接，用于根据设定的气体净化指标对从所述进风口流入的所述加压舱内的气体进行净化。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，

所述环控机还包括湿控单元，与所述气体净化单元相连接，用于根据设定的气体湿度指标对经过所述气体净化单元净化后的气体进行湿度控制。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，

所述湿控单元，通过第一媒水管路与所述冷热水机组相连接，以便所述冷热水机组为所述湿控单元提供对气体进行湿度控制过程中所需的媒水。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述环控机还包括温控单元，与所述湿控单元相连接，用于根据设定的气体温度指标对经过所述湿控单元湿度控制后的气体进行温度控制。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，

所述温控单元，通过第二媒水管路与所述冷热水机组相连接，以便所述冷热水机组为所述温控单元提供对气体进行温度控制过程中所需的媒水。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，

所述环控机还包括控制器，分别与所述气体净化单元、所述湿控单元和所述温控单元相连接，用于设定气体的净化指标、湿度指标以及温度指标，并根据气体的净化指标、湿度指标以及温度指标控制第一媒水管路和所述第二媒水管路中媒水的温度和流量。

结合第一方面的第七种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，

所述环控机还包括风机，与所述温控单元相连接，用于抽取所述加压舱内的气体，使气体在所述承压风管内流动，并从所述环控机的所述进风口流入，从所述环控机的所述出风口流出，再流回所述加压舱，以实现对所述加压舱内的气体质量进行治理。

结合第一方面的第八种可能的实施方式，本申请实施例提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中，

所述环控机还包括电机，与所述风机相连接，用于为所述风机提供抽取所述加压舱内的气体的动力。

本申请实施例提供的外循环式环境控制系统，通过将环控机设置在加压舱外，具有以下优点：

一是节省了加压舱内的空间，能够进一步提高潜水员在加压舱内居住的舒适度，为性能指标的优化提供了空间方面的条件；

二是有效降低了环控机的运行噪声，由于环控机设置在加压舱外，有利于降低加压舱内的噪声，又由于环控机受空间尺寸制约的放宽降低，可综合考虑各项措施减震降噪；

三是减少了潜水员的劳动强度，可以将环控机气体净化单元的二氧化碳吸收剂改由舱外人员更换。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了现有技术中内置式环境控制系统的结构示意图；

图2示出了本申请实施例所提供的一种外循环式环境控制系统的结构示意图；

图3示出了本申请实施例所提供的另一种外循环式环境控制系统的结构示意图；

图4示出了本申请实施例所提供的一种外循环式环境控制系统的功能模块图。

图标：10-环控机；20-冷热水机组；101-进风口；102-出风口；103-气体净化单元；104-湿控单元；105-温控单元；106-控制器；107-风机；108-电机。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

现有技术中，通常军用和民用的饱和潜水居住舱，均是采用内置式环控机实现对舱内的环境进行控制。如图1所示，为现有技术中内置式环境控制系统的结构示意图，通常这样的环控系统主要包括冷热水机组、内置式环控机及管路。其中，冷热水机组布置在舱外，产生并输送湿控单元和温控单元所需要的媒水，内置式环控机布置在舱内，主要用于实现温度控制、除湿和有害气体清除。

但是上述采用内置式环控机实现对舱内的环境进行控制的系统，存在如下缺点：一是环控机布置在加压舱内部，占用了非常宝贵的舱内空间；二是环控机的运行噪声直接作用在舱内，不能通过技术手段消除；三是环控机气体净化单元的二氧化碳吸收剂需要舱内潜水员定期频繁更换，额外消耗潜水员的体力。

基于此，本申请实施例提供了一种外循环式环境控制系统，下面通过实施例进行描述。

本申请提供的外循环式环境控制系统技术属于饱和潜水技术领域，主要应用于饱和潜水中潜水员居住用加压舱的温度控制、除湿和有害气体清除。需要说明的是，本申请提供的外循环式环境控制系统也适用于压力较低的载人舱室，如医疗加压舱、救生加压舱等。

本申请第一方面的实施例，提供了一种外循环式环境控制系统，如图2所示，系统包括：

环控机10和冷热水机组20；其中，

所述环控机10，设置在潜水设备的加压舱外，通过承压风管与所述加压舱相连接，用于获取所述加压舱内的气体，并对所述气体进行气体质量治理，以向所述加压舱提供经过气体质量治理后的气体；

需要说明的是，环控机10是对加压舱内的气体进行质量治理的设备，应用于饱和潜水中潜水员居住加压舱内气体的温度控制、湿度控制和有害气体的清除。

所述冷热水机组20，设置在所述加压舱外，通过媒水管路与所述环控机10相连接，用于为所述环控机10提供对气体质量治理过程中所需的媒水。

需要说明的是，冷热水机组20是产生冷媒水和热媒水，以及进行冷、热媒水换热的设备，用于为环控机10提供对气体质量治理过程中所需的媒水。

本申请提供的外循环式环境控制系统，能够对潜水设备的加压舱内的气体治理进行治理，以为加压舱内的潜水员提供适宜居住的环境，而且通过将环控机10设置在加压舱外，使环控机10不占用加压舱内潜水员的居住空间，而且环控机10运行时所需的二氧化碳吸收剂的更换及其他维护也无需加压舱内的潜水员进行处理，能够在提高潜水员在加压舱内居住的舒适度的同时，减少潜水员劳动的强度。

需要说明的是，环控机10和冷热水机组20的工作原理可能存在不同的形式，在此不进行详述。

优选地，如图2所示，所述环控机10上设置有进风口101和出风口102，所述进风口101和所述出风口102分别通过所述承压风管与所述加压舱相连。

具体地，为了实现对加压舱内的气体质量的治理，在环控机10两端分别设置进风口101和出风口102，并将进风口101通过承压风管与加压舱的一端相连接，以便加压舱内的气体流入环控机10，将出风口102通过承压风管与加压舱的另一端相连接，以便将经过环控机10进行气体质量治理后的气体的再流回加压舱，以使加压舱内的潜水员呼吸到干净的气体，进一步获得舒适的居住环境。

优选地，如图2所示，所述环控机10包括气体净化单元103，与所述进风口101相连接，用于根据设定的气体净化指标对从所述进风口101流入的所述加压舱内的气体进行净化。

具体地，潜水员长期居住在密闭的加压舱内，加压舱内的二氧化碳等有害气体的含量会不断提高，因而会对潜水员的健康甚至生命产生威胁，所以需要对加压舱内的有害气体进行清除，因此，可以在环控机10内设置气体净化单元103，并将气体净化单元103设置在靠近进风口101的位置，以便直接对通过进风口101进入环控机10的加压舱内的气体先进行净化处理，可以定期在气体净化单元103中放入二氧化碳等有害气体吸收剂，以吸收并清除加压舱内的有害气体，以使加压舱内的潜水员呼吸到干净的气体。

优选地，如图2所示，所述环控机10还包括湿控单元104，与所述气体净化单元103相连接，用于根据设定的气体湿度指标对经过所述气体净化单元103净化后的气体进行湿度控制。

具体地，潜水员长期居住在密闭的加压舱内，环境的舒适度对于潜水员来说非常重要，所以对加压舱内的湿度需要进行控制，通过在环控机10内设置湿控单元104，以对加压舱内的环境湿度进行控制。通常将湿控单元104设置在气体净化单元103之后，这样可以直接对气体净化单元103净化后的气体进行湿度控制。

优选地，如图2所示，所述湿控单元104，通过第一媒水管路与所述冷热水机组20相连接，以便所述冷热水机组20为所述湿控单元104提供对气体进行湿度控制过程中所需的媒水。

具体地，为了给加压舱内的潜水员提供适宜湿度的居住环境，通常要在环控机10内加设湿控单元104，并将湿控单元104通过第一媒水管路与冷热水机组20相连接，这样便于冷热水机组20为湿控单元104提供对气体进行湿度控制过程中所需的媒水，通常所提供的媒水为冷媒水，这样便于为流经湿控单元104的加压舱内的气体进行湿度控制。

优选地，如图2所示，所述环控机10还包括温控单元105，与所述湿控单元104相连接，用于根据设定的气体温度指标对经过所述湿控单元104湿度控制后的气体进行温度控制。

具体地，潜水员长期居住在密闭的加压舱内，环境的舒适度对于潜水员来说非常重要，所以对加压舱内的温度需要进行控制，通过在环控机10内设置温控单元105，以对加压舱内的环境温度进行控制。通常将温控单元105设置在湿控单元104之后，这样可以直接对经过湿控单元104进行湿度控制后的气体进行温度控制，避免重复对加压舱内的气体进行湿度控制。

优选地，如图2所示，所述温控单元105，通过第二媒水管路与所述冷热机水组20相连接，以便所述冷热水机组20为所述温控单元105提供对气体进行温度控制过程中所需的媒水。

具体地，为了给加压舱内的潜水员提供适宜温度的居住环境，通常要在环控机10内加设温控单元105，并将温控单元105通过第一媒水管路与冷热水机组20相连接，这样便于冷热水机组20为温控单元105提供对气体进行温度控制过程中所需的媒水，通常所提供的媒水为热媒水，这样便于为加压舱内的温度进行控制。

优选地，如图3所示，提供了另一种外循环式环境控制系统，所述环控机10还包括控制器106，分别与所述气体净化单元103、所述湿控单元104和所述温控单元105相连接，用于设定气体的净化指标、湿度指标以及温度指标，并根据气体的净化指标、湿度指标以及温度指标控制第一媒水管路和所述第二媒水管路中媒水的温度和流量。

具体地，为了给加压舱内的潜水员提供舒适的居住环境，为加压舱设置了外循环式环境控制系统，以便实现对加压舱内气体的温度控制、湿度控制和净化，为了进一步满足潜水员的需求，通过在环控机10内设置控制器106，这样潜水员可以根据自身的需求选择设置气体的净化程度、湿度以及温度，控制器106根据潜水员设置的气体的净化指标、湿度指标以及温度指标控制第一媒水和第二媒水管路中媒水的温度和流量，以满足潜水员的需求。

优选地，如图2所示，所述环控机10还包括风机107，与所述温控单元105相连接，用于抽取所述加压舱内的气体，使气体在所述承压风管内流动，并从所述环控机10的所述进风口101流入，从所述环控机10的所述出风口102流出，再流回所述加压舱，以实现对所述加压舱内的气体质量进行治理。

具体地，本申请提供的外循环式环境控制系统，环控机10外置在潜水设备的加压舱外部，其中，环控机10主要包括进风口101、出风口102、气体净化单元103、湿控单元104、温控单元105、风机107，环控机10的工作原理如下：

首先，风机107抽取加压舱内的环境气体，使之在承压风管内流动，并通过进风口101流入环控机10，在环控机10内依次通过气体净化单元103、湿控单元104、温控单元105再经过出风口102流出环控机10，从承压风管再流回加压舱，从而实现对加压舱内的气体进行质量治理，即对加压舱内气体的温度进行控制、湿度进行控制、净化以及有害气体的清除。

优选地，如图2所示，所述环控机10还包括电机108，与所述风机107相连接，用于为所述风机107提供抽取所述加压舱内的气体的动力。

具体地，为了使风机107抽取加压舱内的气体，在环控机10内还设置有电机108，进而能够为风机107提供抽取加压舱内的气体的动力。

优选地，如图4所示，提供了一种外循环式环境控制系统，系统包括：环控机10和冷热水机组20；其中，

环控机10包括进风口101、出风口102、气体净化单元103、湿控单元104、温控单元105、风机107和电机108；

所述环控机10，设置在潜水设备的加压舱外，通过承压风管与所述加压舱相连接，用于获取所述加压舱内的气体，并对所述气体进行气体质量治理，以向所述加压舱提供经过气体质量治理后的气体；

所述冷热水机组20，设置在所述加压舱外，通过媒水管路与所述环控机10相连接，用于为所述环控机10提供对气体质量治理过程中所需的媒水。

本申请实施例提供的外循环式环境控制系统，不仅能够对潜水设备的加压舱内的气体治理进行治理，而且通过将环控机设置在加压舱外，能够进一步提高潜水员在加压舱内居住的舒适度。

需要说明的是，冷热水机组可以是一个冷热水混合的机组，也可以是由热水机组和冷水机组两个机组构成的。本申请以一个冷热水机组为例，热水机组和冷水机组构成的冷热水机组的情况，在此不再进行详细阐述。

本申请实施例提供的外循环式环境控制系统，通过将环控机设置在加压舱外，具有以下优点：

一是节省了加压舱内的空间，能够进一步提高潜水员在加压舱内居住的舒适度，为性能指标的优化提供了空间方面的条件；

二是有效降低了环控机的运行噪声，由于环控机设置在加压舱外，有利于降低加压舱内的噪声，又由于环控机受空间尺寸制约的放宽降低，可综合考虑各项措施减震降噪；

三是减少了潜水员的劳动强度，可以将环控机气体净化单元的二氧化碳吸收剂改由舱外人员更换。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。