船用海水源热泵空调的制作方法

本发明涉及空调领域，尤其是指船用海水源热泵空调系统。

背景技术：

海洋是一个巨大的可再生能源库，近年来，随着能源的日益紧张，海水能的利用的研究已在各个国家展开，但由于地域性因素，只能在沿海地区使用，同时由于取水设施及海水处理导致的成本增加，使得海水能的利用未能广泛应用。

如果能在轮船上应用海水源热泵，一方面有着临近海水的便利条件，另一方面可以考虑一种无需取水设施的海水能利用模式。目前的船用空调基本上都是常规风冷或水冷系统，能耗比较大，而轮船上发电的成本又比较昂贵，所以船用空调的节能很有必要。有少数船用空调利用海水做为冷热源，一般是用水泵将海水引入板式换热器来实现，但要增加钛合金板式换热器或者对主机采取防腐措施，成本都十分的高昂。

因此，提供一种成本低、能效高的船用空调实为必要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种节能环保、成本低、能效高的船用海水源热泵空调系统。

为实现本发明目的，提供以下技术方案：

本发明船用海水源热泵空调系统包括外空调部、介质环路和水循环系统，该外空调部包括依次连接成循环回路的压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器；该介质环路包括相连接的海水侧盘管换热器、第二水泵，该海水侧盘管换热器通过海水侧连接管连接至冷凝器和蒸发器，连接冷凝器的一侧的海水侧连接管上接有第一电动水阀和第三电动水阀，连接蒸发器的一侧的海水侧连接管上接有第二电动水阀和第四电动水阀；该水循环系统接空调末端装置，包括相连接的空调末端、第一水泵、膨胀罐，该空调末端通过空调供回水管连接至冷凝器和蒸发器，连接冷凝器的一侧的空调供回水管上接有第六电动水阀和第八电动水阀，连接蒸发器的一侧的空调供回水管上接有第五电动水阀和第七电动水阀。

进一步地，该海水侧连接管上还接有第三截止阀和第四截止阀，该空调供回水管上还接有第一截止阀和第二截止阀。

优选的，该海水侧连接管和该空调供回水管上还分别接有水流开关，以控制两个循环系统中的水流量。

优选的，该空调供回水管上，在水循环系统的第一水泵和换热器之间还接有安全阀。

优选的，该海水侧盘管换热器中的换热管回路是由聚乙烯盘管构成的集成回路。

优选的，所述外空调部还包括高压储液器和气液分离器，所述高压储液器连接在冷凝器与节流装置之间，气液分离器连接在压缩机吸气端与蒸发器之间。

该船用海水源热泵空调系统的运行可包括两种模式，具体运作方式如下：

1、制冷模式：

在此模式下，主机运行制冷模式：第一、第三、第五、第七电动水阀开启，第二、第四、第六、第八电动水阀关闭。

外空调部：制冷剂经过压缩机压缩后进入冷凝器的空气侧换热器，冷凝后通过节流装置进入蒸发器，在蒸发器进行热交换制取冷水，之后被压缩机的吸气口吸入，被压缩机压缩后参与下一次循环。

介质环路：换热介质在海水侧盘管换热器的盘管内与海水换热后经过第二水泵、第一电动水阀进入冷凝器进行换热，换热后的介质经过第三电动水阀回到海水侧盘管换热器，进行下一个换热循环，此处换热介质通常是水，也可以使其他换热介质。

水循环系统环路：蒸发器制取的空调冷冻水依次经过第七电动水阀、进入空调末端对空调区域供冷，最后通过第一水泵、第五电动水进入蒸发器进行下个供冷循环。如此实现供冷空调模式。

2、制热模式：

在此模式下，主机运行制热模式：第一、第三、第五、第七电动水阀关闭，第二、第四、第六、第八电动水阀开启。

外空调部：制冷剂经过压缩机压缩后进入冷凝器的空气侧换热器，在冷凝器进行热交换制取热水，之后通过节流装置进入蒸发器，然后被压缩机的吸气口吸入，被压缩机压缩后参与下一次循环。

介质环路：换热介质在海水侧盘管换热器的盘管内与海水换热后经过第一水泵、第二电动水阀进入蒸发器进行换热，换热后的介质经过第四电动水阀回到船底盘管换热器，进行下一个换热循环，此处换热介质通常是水，也可以使其他换热介质。

水循环系统环路：冷凝器制取的空调热水依次经过第八电动水阀进入空调末端对空调区域供暖，最后通过第一水泵进入冷凝器进行下个供暖循环。如此实现供暖空调模式。

对比现有技术，本发明具有以下优点：

本发明将聚乙烯盘管构成的集成回路安装在船底，以替代用水泵将海水引入板式换热器的换热模式，使海水直接与盘管内的介质进行换热，换热介质进入空调主机，作为空调的冷热源使用，充分利用了海洋能源资源，节能环保。并且轮船高速行驶时在船形成程的湍流大大增强了盘管的换热效率，系统采取大温差小流量设计，提高盘管的利用率，整个系统成本低廉，而且能效比常规空调有着显著的提高。

附图说明

图1为本发明船用海水源热泵空调系统的示意图。

具体实施方式

请参阅图1，本发明船用海水源热泵空调系统包括外空调部、介质环路和水循环系统。

该外空调部包括依次连接成循环回路的压缩机9、冷凝器14、高压储液器12、节流装置13、蒸发器11、气液分离器10；该外空调部的循环换热过程：制冷剂经过压缩机9压缩后进入冷凝器14的空气侧换热器，换热后依次通过高压储液罐12、节流装置13进入蒸发器11，在蒸发器11进行热交换，经过气液分离器10后被压缩机9的吸气口吸入，被压缩机9压缩后参与下一次循环。

该介质环路包括相连接的海水侧盘管换热器25、第二水泵21，该海水侧盘管换热器25中的换热管回路是由聚乙烯盘管构成的集成回路。该海水侧盘管换热器25通过海水侧连接管连接至冷凝器14和蒸发器11，连接冷凝器14的一侧的海水侧连接管上接近该海水侧盘管换热器25处接有第三截止阀22和第四截止阀23，连接冷凝器14的一侧的海水侧连接管上接近冷凝器14处接有第一电动水阀1和第三电动水阀3；连接蒸发器11的一侧的海水侧连接管上接近蒸发器11处接有第二电动水阀2和第四电动水阀4；在连接第三截止阀22的海水侧连接管上还接有水流开关24。

该水循环系统接空调末端装置，包括相连接的空调末端（图未示）、第一水泵15、膨胀罐18，该空调末端通过空调供回水管连接至冷凝器14和蒸发器11，连接冷凝器14的一侧的空调供回水管上接近空调末端处接有第一截止阀19和第二截止阀20，连接冷凝器14的一侧的空调供回水管上接有第六电动水阀6和第八电动水阀8，连接蒸发器11的一侧的空调供回水管上接有第五电动水阀5和第七电动水阀7。在第一水泵15与第一截止阀19之间还连接有水流开关17和安全阀16。

该船用海水源热泵空调系统通过第一至第八电动水阀的开启闭合控制实现水路切换的控制，从而实现制冷、制热运行模式的切换，换热介质通过安装在船底的介质环路的聚乙烯盘管与海水进行换热，然后进入空调主机，作为空调的冷热源供主机制冷和制热使用。

具体运作方式如下：

1、制冷模式：

在此模式下，主机运行制冷模式：第一、第三、第五、第七电动水阀1、3、5、7开启，第二、第四、第六、第八电动水阀2、4、6、8关闭。

外空调部：制冷剂经过压缩机9压缩后进入冷凝器14的空气侧换热器，冷凝后依次通过高压储液罐12、节流装置13进入蒸发器11，在蒸发器11进行热交换制取冷水，经过气液分离器10后被压缩机9的吸气口吸入，被压缩机9压缩后参与下一次循环。

介质环路：第三、第四截止阀22、23、水流开关24开启，换热介质在海水侧盘管换热器25的盘管内与海水换热后经过第四截止阀23、水泵21、第一电动水阀1进入冷凝器14进行换热，换热后的介质经过第三电动水阀3、第三截止阀22回到海水侧盘管换热器25，进行下一个换热循环，此处换热介质通常是水，也可以使其他换热介质。

水循环系统环路：第一、第二截止阀19、20、水流开关17、安全阀16开启，蒸发器11制取的空调冷冻水依次经过第七电动水阀7、第二截止阀20进入空调末端装置对空调区域供冷，最后通过第一截止阀19、水流开关17、安全阀16、水泵15、第五电动水5进入蒸发器11进行下个供冷循环。如此实现供冷空调模式。

2、制热模式：

在此模式下，主机运行制热模式：第一、第三、第五、第七电动水阀1、3、5、7关闭，第二、第四、第六、第八电动水阀2、4、6、8开启。

外空调部：制冷剂经过压缩机9压缩后进入冷凝器14的空气侧换热器，在冷凝器14进行热交换制取热水，之后依次通过高压储液罐12、节流装置13进入蒸发器11，然后经过气液分离器10后被压缩机9的吸气口吸入，被压缩机9压缩后参与下一次循环。

介质环路：第三、第四电动水阀22、23、水流开关24开启，换热介质在海水侧盘管换热器25的盘管内与海水换热后经过第四截止阀23、水泵21、第二电动水阀2进入蒸发器11进行换热，换热后的介质经过第四电动水阀4、第三截止阀22回到船底盘管换热器，进行下一个换热循环，此处换热介质通常是水，也可以使其他换热介质。

水循环系统环路：第一、第二截止阀19、20、水流开关17、安全阀16开启，冷凝器14制取的空调热水依次经过第八电动水阀8、第二截止阀20、进入空调末端对空调区域供暖，最后通过第一截止阀19、水流开关17、安全阀16、水泵15进入冷凝器14进行下个供暖循环。如此实现供暖空调模式。