舰船封闭式桅杆内空调系统的制作方法

本发明涉及舰船用空调系统，特别涉及到布置大量电子机柜且需要局部冷却的封闭式桅杆内空调系统。

背景技术：

由于现代舰船的作战和使用需要，新型封闭式桅杆中集中布置了大量的电子设备，比如电子机柜、通信导航机柜，导致发热量很大，这些热量若不及时散出，就会导致电路与设备的过热而效率下降。目前我国舰船用封闭式桅杆温度控制是靠机房专用立柜式空调进行循环通风冷却，由于封闭式桅杆内空间有限，该空调通风方式只能改善封闭式桅杆内平均温度，对于部分电子机柜上部区域温度仍无法有效降低，如果接风管对机柜上部进行单独供冷会导致电子机柜内出现凝露，严重影响设备的安全性和可靠性，另外空间要求也不允许，可见传统的舰船空调系统不能满足封闭式桅杆紧凑性、轻型化的设计要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种舰船封闭式桅杆内空调系统。

为解决上述问题，本发明提供一种舰船封闭式桅杆内空调系统，包括：

包括：综合供冷主机1和并联的三个局部冷却单元3、4、5，分液阀组2，回集器6，电子膨胀阀7，其中，综合供冷主机1包括：2台压缩机9、10，2台工质泵14、15，电子膨胀阀11，蒸发盘管12，风机13，12个电动阀16、17、18、19、20、21、22、23、29、30、31、32，壳管式换热器24，海水温度传感器25；每个局部冷却单元3、4、5分别包括：电子膨胀阀26、蒸发盘管27、风机28，其中，

所述海水温度传感器25安装在海水管路上通过管路与壳管式换热器24的海水入口101相连，所述壳管式换热器24的海水出口102通过管路排出；

所述壳管式换热器24的制冷剂管路出口分为第一支路和第二支路，形成2个独立制冷剂循环支路；

其中，所述第一支路中：工质泵14分别与并联的并联电动阀22、30的入口相连，所述电动阀22出口通过管路与工质泵14入口相连；工质泵14出口通过管路与电动阀21入口相连；并联的电动阀21、30的出口管路的公共端通过管路与电子膨胀阀11入口连，所述电子膨胀阀11出口与蒸发盘管12入口相连，所述蒸发盘管12出口通过管路分别与并联电动阀23、31入口相连，风机13安装在综合供冷主机1的出风口处，将蒸发盘管12冷却的空气吹出，所述电动阀23的出口通过管路与压缩机9的入口相连，所述压缩机9的出口通过管路与电动阀16入口相连，并联电动阀16、31的出口管路的公共端通过管路与壳管式换热器24的制冷剂入口相连；

所述第二支路中：工质泵15与并联电动阀18、29的入口相连，所述电动阀18的出口通过管路与工质泵15入口相连，所述工质泵15的出口通过管路与电动阀17的入口相连，并联的电动阀17、29的出口管路的公共端通过管路与分液阀组2的入口相连，所述分液阀组2分出四个出口，其中第一、第二和第三个出口通过管路与并联的3个局部冷却单元3、4、5的制冷剂入口的管路相连接，第四个出口通过管路与电子膨胀阀7的入口相连，电子膨胀阀7，所述电子膨胀阀7的出口通过管路与回集器6的1个入口相连；

每个局部冷却单元3、4、5包括一个电子膨胀阀26、一个蒸发盘管27和一个风机28，其中，每个局部冷却单元的入口管路与一个电子膨胀阀26的入口相连，一个电子膨胀阀26的出口通过管路与一个蒸发盘管27的入口相连，一个蒸发盘管27的出口管路与回集器6的3个入口中的一个入口相连，每个风机28安装于其所属的局部冷却单元3、4、5出风口处，每个风机28用于将与其连接的蒸发盘管27冷却的空气(针对电子机柜上方)吹出；

所述回集器6的出口通过管路与并联的电动阀19、32的入口相连，所述电动阀19的出口通过管路与压缩机10的入口相连，所述压缩机10的出口通过管路与电动阀20入口相连，并联电动阀20、32的出口管路公共端通过管路与壳管式换热器24另一制冷剂入口相连。

进一步的，在上述舰船封闭式桅杆内空调系统中，所述综合多联供冷主机1布置在封闭式桅杆内部，用于舱室整体温度控制，维持舱内人员工作所需环境，所述局部冷却单元3、4、5布置在封闭式桅杆100内的电子机柜104上部，用于消除机柜上部的局部高温。

进一步的，在上述舰船封闭式桅杆内空调系统中，所述壳管式换热器24的低温制冷剂分两路通过压缩机9、10或工质泵14、15输送分别输送至综合供冷主机1内的蒸发盘管12和3个局部冷却单元的蒸发盘管27中，低温制冷剂在蒸发盘管12、27蒸发，冷却周围的空气，冷却的空气通过风机13、28送至舱室和机柜上部；外部冷却海水通过壳管式换热器24换热，带走在综合供冷主机1和局部冷却单元3、4、5中制冷剂吸入的热量。

进一步的，在上述舰船封闭式桅杆内空调系统中，当海水温度传感器25检测海水处于高温时，关闭电动电动阀17、18、21、22、31、32及工质泵14、15，开启压缩机9、10和电动阀29、30、23、16、19、20，制冷剂通过壳管式换热器24向海水排出封闭式桅杆内吸收的热量。

进一步的，在上述舰船封闭式桅杆内空调系统中，当海水温度传感器25检测海水温度较低时，关闭压缩机9、10和电动阀29、30、23、16、19、20，开启电动阀17、18、21、22、31、32及工质泵14、15，通过壳管式换热器24直接将制冷剂吸收热量传递向海水。

进一步的，在上述舰船封闭式桅杆内空调系统中，通过调节电子膨胀阀7的开度来调节局部冷却单元3、4、5的制冷剂环路的制冷剂流量。

进一步的，在上述舰船封闭式桅杆内空调系统中，用于封闭式桅杆100舱室制冷的综合供冷主机1的系统管路和局部冷却单元3、4、5的系统管路相互独立，两个系统管路互为备用。

与现有技术相比，本发明通过综合供冷主机和局部冷却单元、分液阀组、回集器、电子膨胀阀等组成，既实现舱室供冷需求，同时通过电子机柜上部设置局部冷却单元冷却电子机柜上部区域，可以实现海水直接冷却制冷剂制冷或者机械制冷的联合供冷，实现一台制冷装置可以同时控制封闭式桅杆内工作环境和电子设备上部工作环境，实现封闭式桅杆和电子机柜上部用海水及常规机械制冷的综合供冷模式，实现同一制冷系统既可以用于封闭式桅杆舱室制冷，也可以实现桅杆内电子机柜上部局部制冷，促使封闭式桅杆内温度分布更加均匀，整个应用系统节能环保、安全可靠，对船封闭式桅杆内空调系统的设计有较高应用价值。

附图说明

图1是本发明一实施例的舰船封闭式桅杆内空调系统的原理图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明提供一种舰船封闭式桅杆内空调系统，包括：综合供冷主机1和并联的三个局部冷却单元3、4、5，分液阀组2，回集器6，电子膨胀阀7，其中，综合供冷主机1包括：2台压缩机9、10，2台工质泵14、15，电子膨胀阀11，蒸发盘管12，风机13，12个电动阀16、17、18、19、20、21、22、23、29、30、31、32，壳管式换热器24，海水温度传感器25；每个局部冷却单元3、4、5分别包括：电子膨胀阀26、蒸发盘管27、风机28，其中，

所述海水温度传感器25安装在海水管路上通过管路与壳管式换热器24的海水入口101相连，所述壳管式换热器24的海水出口102通过管路排出；

所述壳管式换热器24的制冷剂管路出口分为第一支路和第二支路，形成2个独立制冷剂循环支路；

其中，所述第一支路中：工质泵14分别与并联的并联电动阀22、30的入口相连，所述电动阀22出口通过管路与工质泵14入口相连；工质泵14出口通过管路与电动阀21入口相连；并联的电动阀21、30的出口管路的公共端通过管路与电子膨胀阀11入口连，所述电子膨胀阀11出口与蒸发盘管12入口相连，所述蒸发盘管12出口通过管路分别与并联电动阀23、31入口相连，风机13安装在综合供冷主机1的出风口处，将蒸发盘管12冷却的空气吹出，所述电动阀23的出口通过管路与压缩机9的入口相连，所述压缩机9的出口通过管路与电动阀16入口相连，并联电动阀16、31的出口管路的公共端通过管路与壳管式换热器24的制冷剂入口相连；

所述第二支路中：工质泵15与并联电动阀18、29的入口相连，所述电动阀18的出口通过管路与工质泵15入口相连，所述工质泵15的出口通过管路与电动阀17的入口相连，并联的电动阀17、29的出口管路的公共端通过管路与分液阀组2的入口相连，所述分液阀组2分出四个出口，其中第一、第二和第三个出口通过管路与并联的3个局部冷却单元3、4、5的制冷剂入口的管路相连接，第四个出口通过管路与电子膨胀阀7的入口相连，电子膨胀阀7，所述电子膨胀阀7的出口通过管路与回集器6的1个入口相连；

每个局部冷却单元3、4、5包括一个电子膨胀阀26、一个蒸发盘管27和一个风机28，其中，每个局部冷却单元的入口管路与一个电子膨胀阀26的入口相连，一个电子膨胀阀26的出口通过管路与一个蒸发盘管27的入口相连，一个蒸发盘管27的出口管路与回集器6的3个入口中的一个入口相连，每个风机28安装于其所属的局部冷却单元3、4、5出风口处，每个风机28用于将与其连接的蒸发盘管27冷却的空气(针对电子机柜上方)吹出；

所述回集器6的出口通过管路与并联的电动阀19、32的入口相连，所述电动阀19的出口通过管路与压缩机10的入口相连，所述压缩机10的出口通过管路与电动阀20入口相连，并联电动阀20、32的出口管路公共端通过管路与壳管式换热器24另一制冷剂入口相连。

在此，本发明通过综合供冷主机和局部冷却单元、分液阀组、回集器、电子膨胀阀等组成，既实现舱室供冷需求，同时通过电子机柜上部设置局部冷却单元冷却电子机柜上部区域，可以实现海水直接冷却制冷剂制冷或者机械制冷的联合供冷，实现一台制冷装置可以同时控制封闭式桅杆内工作环境和电子设备上部工作环境，实现封闭式桅杆和电子机柜上部用海水及常规机械制冷的综合供冷模式，实现同一制冷系统既可以用于封闭式桅杆舱室制冷，也可以实现桅杆内电子机柜上部局部制冷，促使封闭式桅杆内温度分布更加均匀，整个应用系统节能环保、安全可靠，对船封闭式桅杆内空调系统的设计有较高应用价值。

本发明提供一种封闭桅杆用的空调系统的设计，该空调方式结构紧凑，占用空间小，空间制冷能力强，可以同时对舱室进行整体温度控制，同时能对高发热部位进行局部供冷降温，能够解决现有技术中传统制冷空调系统在封闭式桅杆中遇到的冷却效果不可靠，空间占用大，不能同时对舱室整体与局部进行温度控制的不足的问题。

本发明的舰船封闭式桅杆内空调系统一实施例中，所述综合多联供冷主机1布置在封闭式桅杆100内部，用于舱室整体温度控制，维持舱内人员工作所需环境，所述局部冷却单元3、4、5布置在封闭式桅杆100内的电子机柜104上部，用于消除机柜上部的局部高温，达到局部冷却的目的。

本发明的舰船封闭式桅杆内空调系统一实施例中，所述壳管式换热器24的低温制冷剂分两路通过压缩机9、10或工质泵14、15输送分别输送至综合供冷主机1内的蒸发盘管12和3个局部冷却单元的蒸发盘管27中，低温制冷剂在蒸发盘管12、27蒸发，冷却周围的空气，冷却的空气通过风机13、28送至舱室和机柜上部；外部冷却海水通过壳管式换热器24换热，带走在综合供冷主机1和局部冷却单元3、4、5中制冷剂吸入的热量。

在此，此种空调通风不仅可以控制舱内的平均温度，还可以控制电子机柜上部局部区域的温度，可使舱内的温度分布更均匀，避免了舱室平均温度满足要求，单局部出现高温的情况发生。

本发明的舰船封闭式桅杆内空调系统一实施例中，可以实现机械制冷和海水制冷两种工作模式：

当海水温度传感器25检测海水处于高温时，关闭电动电动阀17、18、21、22、31、32及工质泵14、15，开启压缩机9、10和电动阀29、30、23、16、19、20，制冷剂通过壳管式换热器24向海水排出封闭式桅杆内吸收的热量，此时实现机械制冷；

当海水温度传感器25检测海水温度较低时，关闭压缩机9、10和电动阀29、30、23、16、19、20，开启电动阀17、18、21、22、31、32及工质泵14、15，通过壳管式换热器24直接将制冷剂吸收热量传递向海水，实现海水制冷。整个系统设计充分利用低温海水作为冷源，具有一定节能环保性，运行可靠。

在此，本发明可以实现机械制冷和海水制冷两种工作模式，海水温度低时，利用海水直接冷却制冷剂，制冷剂蒸发带走封闭式桅杆的热量，海水温度高时，采用机械制冷，两种供冷模式根据海水温度自动切换。

本发明的舰船封闭式桅杆内空调系统一实施例中，通过调节电子膨胀阀7的开度来调节局部冷却单元3、4、5的制冷剂环路的制冷剂流量，实现局部冷却单元制冷量的调节。

在此，通过调节分液阀组和回集器之间电子膨胀阀开度来调节旁通流量，进而控制流入局部冷却单元的制冷剂流量，实现局部冷却单元出风温度的控制。通过此种方式可以调节局部冷却单元出风温度，避免出风温度低导致的设备表面凝露。

本发明的舰船封闭式桅杆内空调系统一实施例中，两套制冷剂系统相互独立工作，即用于封闭式桅杆100舱室制冷的综合供冷主机1的系统管路和局部冷却单元3、4、5的系统管路相互独立，两个系统管路互为备用，其中一套系统管路损害不影响另一套系统管路的正常的运行，提高整个系统可靠性。

具体的，外部冷却水通过冷却水入水管进多壳管式换热器24，带走在综合供冷主机1和局部冷却单元3、4、5吸收的封闭式桅杆舱室和机柜上部热量后经冷却水出水管流出。整个空调制冷系统制冷剂从壳管式换热器24分为两个大的支路，其中一个制冷剂支路制冷剂经电动阀30(或者电动阀22、工质泵14、电动阀21)到电子膨胀阀11，再在蒸发盘管12中蒸发，冷却蒸发盘管12周围的空气，通过综合供冷主机1的风机13吹出，用于控制舱室整体的温度，接着制冷剂回流到电动阀31(或者电动阀23、压缩机9、电动阀16)再经过壳管式换热器24冷却，完成一个循环；另一个制冷剂支路制冷剂经电动阀29(或者电动阀18、工质泵15、电动阀17)到分液阀组2，通过分液阀组2分出4个支路，其中3个支路流入电子机柜上部的局部冷却单元3、4、5中电子膨胀阀26后，在蒸发盘管27中蒸发，冷却蒸发盘管27周围的空气，并通过风机3吹入电子机柜上部控制区域，进行该电子机柜上部温度控制，3路制冷剂回流入回集器6，分液阀组2的另一路制冷剂管路通过电子膨胀阀7旁通部分制冷剂回流入回集器6，在回集器6的制冷剂流入电动阀32(或电动阀19、压缩机10、电动阀20)后到壳管式换热器24冷却，完成一个循环。通过调节电子膨胀阀7的开度，来调节分液阀组6和回集器2旁通流量，来控制流入局部冷却单元3、4、5的制冷剂流量，实现局部冷却单元出风温度的控制，防止出风温度过低高产生凝露。

海水温度传感器24监测海水温度高于5℃时，关闭电动电动阀17、18、21、22、31、32及工质泵14、15，开启压缩机9、10和电动阀29、30、23、16、19、20，制冷剂通过壳管式换热器24向海水排出封闭式桅杆内吸收的热量，实现机械制冷；当海水温度传感器25检测海水温度低于5℃时，关闭压缩机9、10和电动阀29、30、23、16、19、20，开启电动阀17、18、21、22、31、32及工质泵14、15，通过壳管式换热器24直接将制冷剂吸收热量传递向海水，实现海水作为冷源制冷。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。