一种用于空调冷媒水的主机余热利用系统的制作方法

本实用新型涉及船舶余热利用技术领域，具体涉及一种用于空调冷媒水的主机余热利用系统。

背景技术：

目前，各类船舶航行于不同海域，气象条件复杂，气候多变，为了使船员、旅客有一个舒适的生活、工作环境，都需要用空调技术在舱室内创造一个适宜的人工气候，改善环境。

以常用的冷水机组型空调系统为例：其通常配备冷水机组+风机盘管的方式对房间进行制冷制热。冷媒水管路附件包含冷机机组、冷媒水循环泵、空调热交换器、风机盘管及其他附件；若冷水机组采用热泵型，则需一个电加热器，作为冬季舷外水温过低时，热泵制热效率低下时加热冷媒水。

参见图1，其所示为常规的燃油热水锅炉加热冷媒水循环系统示意图。通常配备：燃油热水锅炉1、循环水泵2、膨胀水箱3、燃油和排气附件等。常规的燃油热水锅炉加热冷媒水循环系统中热交换器4，通过外部来自锅炉1的热水(或蒸汽)加热后，在冷媒水循环泵5的作用下，将加热后的冷媒水供给舱室内风机盘管6换热。

参见图2，其所示为常规的电加热冷媒水循环系统示意图。以常用的冷水机组型空调(热泵型)为例：其主要是通过船舷外水温和空气温度存在温差，通过热泵提取水温中的热量来加热冷媒水，再通过室内风机盘管6换热。但是当舷外水温≥3℃时，冷水机组通过压缩机工作仅能达到额定热量的70％；当水温＜3℃时，机组制热效率急剧下降，远不能满足舱室制热的需求，必须进入辅热运转模式。目前，冷水机组型空调辅热运转模式大多采用电加热的方式，将要增加船舶电站的容量，同时电加热器9的功率会明显使发电机组容量加大，不仅增加设备初次投资成本，而且增加营运成本。

技术实现要素：

本实用新型为了解决上述问题，从而提供一种用于空调冷媒水的主机余热利用系统。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种用于空调冷媒水的主机余热利用系统，所述主机余热利用系统利用船舶的主机产生的热量来直接加热空调冷媒水，所述主机余热利用系统包括冷媒水循环系统和主机冷却系统，所述冷媒水循环系统与主机冷却系统配合连接，并与主机产生的热量进行热交换。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述主机冷却系统包括淡水循环冷却系统和海水冷却系统，所述海水冷却系统与淡水循环冷却系统连接。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述淡水循环冷却系统包括淡水冷却泵、冷却器、温控阀和膨胀水箱，所述淡水冷却泵分别连接冷却器、温控阀、膨胀水箱和主机，所述温控阀分别连接冷却器、淡水冷却泵、膨胀水箱和主机，所述海水冷却系统包括海水箱和海水泵，所述海水泵分别连接海水箱和冷却器。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述冷媒水循环系统包括空调换热器、冷媒水循环泵和风机盘管，所述空调换热器与淡水循环冷却系统中的冷却器并联，所述空调换热器分别与船舶的空调冷水机组和风机盘管连接，所述冷媒水循环泵分别连接空调冷水机组、空调换热器和风机盘管。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述冷媒水循环系统包括空调换热器、冷媒水循环泵和风机盘管，所述空调换热器串接在海水冷却系统上，所述空调换热器分别与船舶的空调冷水机组和风机盘管连接，所述冷媒水循环泵分别连接空调冷水机组、空调换热器和风机盘管。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述空调换热器的冷煤水出口上设有温度传感器，所述冷却器的淡水进口上设有三通调节阀，所述温度传感器与三通调节阀配合连接。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述空调换热器的冷煤水出口上设有温度传感器，所述冷却器的海水出口上设有三通调节阀，所述温度传感器与三通调节阀配合连接。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型摈弃常规燃油热水锅炉加热或采用电加热冷媒水的方式，充分利用主机(或发电机)余热，解决了冷媒水加热的问题，进而取消燃油热水锅炉及相关配件、减少燃油热水锅炉燃油消耗、减少船舶电站的容量，降低建造和营运成本，节能环保；有效解决采用燃油热水锅炉加热或电加热冷媒水的方式所存在的缺陷。

再者，对于主机(或发电机)无论采用高、低温水冷却系统，或是中央冷却方式，或是混合水方式，本实用新型均适用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为常规燃油热水锅炉加热冷媒水循环系统示意图；

图2为常规电加热冷媒水循环系统示意图；

图3为冷媒水循环系统的结构示意图；

图4为主机冷却系统的结构示意图；

图5为本实用新型的实施示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图3至图4，本实用新型公开的用于空调冷媒水的主机余热利用系统，其可利用船舶的主机100产生的热量来直接加热空调冷媒水。

主机余热利用系统具体包括冷媒水循环系统和主机冷却系统，冷媒水循环系统与主机冷却系统配合连接，并可与主机100产生的热量进行热交换。

参见图4，主机冷却系统，其可对主机100进行淡水冷却和海水冷却，其包括淡水循环冷却系统和海水冷却系统，海水冷却系统与淡水循环冷却系统连接。

淡水循环冷却系统，其是用于对主机100进行淡水冷却，其包括淡水冷却泵210、冷却器220、温控阀230和膨胀水箱240，淡水冷却泵210分别连接冷却器220、温控阀230、膨胀水箱240和主机100，温控阀230分别连接冷却器 220、淡水冷却泵210、膨胀水箱240和主机100。

淡水冷却泵210可使得膨胀水箱240内存储的热交换介质-淡水在主机100 与冷却器220之间循环流动，经过冷却器220热交换后的淡水流经主机100，在主机100内进行热交换，吸收主机100产生的热量对其进行冷却，吸收热量后的淡水可通过淡水冷却泵210再次进入到冷却器220中再次进行热交换，如此循环从而实现主机100的冷却。

另外，温控阀230可实时检测从主机100出来的水的温度，并将检测到的温度值进行对比，从而控制膨胀水箱240内的水是否补充，这样可实现对整个淡水循环冷却系统的热交换温度进行调节控制。

海水冷却系统，其是用于对主机100进行海水冷却，其包括海水箱310和海水泵320，海水泵320分别连接海水箱310和冷却器220，主机100产生的热量可通过冷却器220和海水进行热交换，海水泵320可从海水箱310吸入海水，并将海水输入到冷却器220内，进入冷却器220内的海水会与冷却器220 中和淡水进行热交换，从而可将热量带走(排舷外)。

参见图3，冷媒水循环系统，其包括空调换热器410、冷媒水循环泵420 和风机盘管430，空调换热器410分别与船舶的空调冷水机组440和风机盘管 430连接，冷媒水循环泵420分别连接空调冷水机组440、空调换热器410和风机盘管430，在空调换热器410中不设置燃油热水锅炉加热或电加热部件，通过冷媒水循环泵420与风机盘管430和空调换热器410连通形成循环系统。

在本申请中对于冷媒水循环系统与主机冷却系统之间的配合可由两种配合方式：

一种是将空调换热器410与淡水循环冷却系统中的冷却器220并联，然后在空调换热器410的冷煤水出口上设有温度传感器411，在冷却器220的淡水进口上设有三通调节阀221，温度传感器411与三通调节阀221配合连接；

另一种是将空调换热器410串接在海水冷却系统上，然后在空调换热器410的冷煤水出口上设有温度传感器411，在冷却器220的海水出口上设有三通调节阀221，温度传感器411与三通调节阀221配合连接。

参见图5，冷媒水循环系统在与主机冷却系统配合使用时，可将冷媒水循环系统中没有设置加热部件的空调换热器410并联在主机冷却系统中的淡水循环冷却系统中，通过在空调换热器410的冷媒水出口设置温度传感器411，在冷却器220淡水进口之前设置三通调节阀221，从而可实现自动调节进入空调换热器410的高温淡水流量。由此，使得主机冷却系统中淡水循环冷却系统的淡水与主机100进行热交换吸热后，在进入冷却器220之前，通过三通调节阀 221自动分流高温淡水进空调换热器410进行热交换，实现对空调换热器410 中的冷媒水进行加热；加热后的冷媒水在冷媒水循环泵420的作用下，供给舱室内的风机盘管430换热使用。

与此同时，与空调换热器410进行热交换后的淡水，与流经冷却器220进行热交换后的淡水汇合后，可进行后续的循环冷却工作。

通过将空调换热器410和冷却器220并联，一定程度上做到了相互备用，使空调冷媒水系统和主机冷却系统运行更加安全可靠。

同样也可将空调换热器410布置在冷却器220的海水出口处，亦可间接利用主机余热(原理如上，此处不加以赘述)。

这样通过上述方案的实施，无论主机100采用高、低温水冷却系统，或是混合水方式，均适用。同时，在实际的应用中，空调换热器410在不同环境温度、不同舱室制热负荷下，所需的置换热量不同，本申请可根据具体的设备进行调整。

例如，以配置为2台2525kw主机的53米边检巡逻艇为例：

采用燃油热水锅炉加热空调冷媒水，需要制热功率约230kw，需设置：燃油热水锅炉1台(油耗：23kg/h)+热水循环泵2台+膨胀水箱1个+消音器1 个+燃油/排气等附件。而采用本发明提供的方案，充分利用主机余热，则以上设备都不需要，极大减少了建造成本和油耗，减轻了船舶重量，从而极大的降低营运成本，具有非常好的效果；

若采用电加热空调冷媒水，则需要增加电功率约230kW，加上其它设备所需电力负荷约300kw，共需设置4台发电机组每台容量150kW。而采用本申请提供的方案，充分利用主机余热：则2台150kw发电机组即可满足全船电力负荷，进而节省2台发电机及相关部件的配置，极大的减少船舶电站的容量，减少了将近一半，从而极大的降低建造和营运成本，具有非常好的效果。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。