一种船载高效高续航能力的空调系统技术方案

本发明专利技术属于制冷及其配套设备领域，涉及一种船载高效高续航能力的空调系统。包括压缩机、蒸发器、冷凝器，特别的是，还包括油分离器、经济器；压缩机的出口设有连接至油分离器入口的排气管路，油分离器的出油口设置有连接至压缩机入口的回油管路，油分离器的出气口与冷凝器的受冷管路入口连通；受冷管路的出口分开后以两支路分别连接至经济器的主回路和旁路；主回路通过经济器二次制冷后接入蒸发器的入口。本发明专利技术在为船舶提供足够的机组制冷量的同时，大幅压缩功耗，通过回油控油结构提高系统换热效率以及质量，提高了空调系统的自我调节自我修正的能力，使得空调系统的性能更加稳定，简化了系统的操控流程，提高实际工作过程中的作业效率。

A Shipborne Air Conditioning System with High Efficiency and Durability

【技术实现步骤摘要】
一种船载高效高续航能力的空调系统
本专利技术属于制冷及其配套设备领域，尤其涉及一种船载高效高续航能力的空调系统。
技术介绍
在船舶上，空调系统是必要的，空调装置对于保障电子、通信、机电设备的正常运行以及船员的身体健康,发挥着极其重要的作用。现有问题是，现有的船载制冷设备大多数是直接由现有的工业或家用空调系统进行适应性改装后直接安装在船上，有的船上甚至会直接使用的工业制冷系统，但现有的工业制冷系统一般是匹配工业环境下，稳定的工作环境和电网环境来设计制作的，而与常规工业制冷的环境不同，船舶本身可利用空间小，导致此类工业制冷设备往往难以安装在船上或者导致船上可用空间捉襟见肘，同时，船舶经常会处于运动状态，受水面波浪以及风力的影响，船舶会持续晃动，且晃动幅度变化快，差异大，因此其使用环境非常不稳定，而由于运行时远离陆地电网，因此只能采用船载的能源设备进行发电，而这类离线式船载能源与在线电网的稳定性以及电压质量存在较大差异，导致实际使用过程中空调系统存在着效率过低、控制操作不便、故障率偏高，同时使用噪音大等各类问题。
技术实现思路
本专利技术创造的目的在于，针对上述现状，提供一种船载高效高续航能力的空调系统，以降低船载空调系统的能耗、噪音与振动情况，提高空调系统的制冷效率和能效比，提高空调系统的整体性能。为实现上述目的，本专利技术创造采用如下技术方案。本专利技术的一种船载高效高续航能力的空调系统，包括压缩机、蒸发器、冷凝器，特别的是，还包括油分离器、经济器；压缩机的出口设有连接至油分离器入口的排气管路，油分离器的出油口设置有连接至压缩机入口的回油管路，油分离器的出气口与冷凝器的受冷管路入口连通；受冷管路的出口分开后以两支路分别连接至经济器的主回路和旁路；主回路通过经济器二次制冷后接入蒸发器的入口；蒸发器的出口连接至压缩机的入口。本船载高效高续航能力的空调系统特别的是，主回路通过经济器二次制冷后分开设置为并联的反馈控制支路和电磁控制支路连接至蒸发器的入口；反馈控制支路上依次设有热力膨胀阀供液电磁阀、热力膨胀阀前截止阀、感温包设于蒸发器出口管路附近的热力膨胀阀、热力膨胀阀后截止阀；电磁控制回路依次包括电子膨胀阀供液电磁阀、电子膨胀阀前截止阀、电子膨胀阀、电子膨胀阀后截止阀；基于并联的双回路控制，实现了自动控制和手动控制的双模式，充分考虑船舶的特殊使用环境，在平常状态下使用自动控制可有效保证系统的稳定制冷，当发生紧急事件，为了满足控制能源消耗以及降低船舶噪音，减小雷达发现概率的需求即可切换至手动控制方式，提高系统的控制性与适用性。回油管路上设置有回油过滤器、回油流量开关、回油电磁阀；冷凝器受冷管路出口处依次设有过滤器前截止阀、干燥过滤器、过滤器后截止阀；经济器的主回路前后端的经济器回路截止阀、经济器后截止阀。基于各类截止阀以及过滤器有效保证了系统安全稳定运行，提高系统的自适应能力，简化维护操作流程，在船舶人员配置紧张的背景下，减小空调系统所需的维护和操作人员以及工作内容，尽可能的节省船舶上人力物力资源，提高船舶整体能效。本船载高效高续航能力的空调系统特别的是，还包括电气控制组件，电气控制组件包括：压缩机电力拖动结构，具体包括压缩机电机M1、压缩机电机磁力启动器K1、带分流器的配电盘Ⅲ、稳速器T、启动器电阻箱R1；以及冷却水泵电力拖动结构，具体包括配电盘、冷却水泵磁力启动器K3、冷却水泵电机M3、电机稳定器C2；以及用于为系统提供电能的DC100～400V直流供电网。上述结构，提高了在有限能源支持的前提下，提高系统控制能力，保证空调系统能够正常启动，同时减少启动时功率波动，保障系统持续输出的能力。本船载高效高续航能力的空调系统特别的是，还用于执行以下步骤中的一种或者多种：A、根据舱室外海水温度变化而启动的冷却切换的步骤，具体是指，当海水温度高于17±2℃℃时，通过冷却水泵将冷却水降温至7℃±5℃后送入设备空调系统，当海水温度低于17±2℃时，关闭船载高效高续航能力的空调系统，切换时海水冷却；B、在滑油温度低于25℃时对滑油进行加热的步骤；C、根据其控制端信号由各热力膨胀阀或电子膨胀阀控制相应管路的流量的步骤；D、根据压缩机前端电磁阀的通断状态改变压缩机吸气控制边缘以及压缩机输气溶剂流量的步骤；E、根据压缩机实际压力启动的压缩机高压保护或低压保护或排温过高保护的步骤；根据实际油流量、油温、油位启动的油流保护、油温保护、油位保护的步骤；根据冷却水温度、压力启动的冷却水低温保护、冷却水低压保护。基于上述步骤，有效减小了空调系统运行压力，充分利用用船舶工作环境的特点，通过两种冷却模式的切换，最大程度的减小了船舶能源消耗，提高了系统的续航能力，通过对各节点、管路和结构的控制，提高了系统的控制性能，保障了系统的稳定运行，同时最大程度的压缩了系统工作过程中不必要的能源和资源浪费，提高冷量的控制和使用效率，进一步提高系统能效，提高其续航能力。本船载高效高续航能力的空调系统特别的是，还包括隔振降噪组件，隔振降噪组件包括：水平设置的安装板以及设于安装板下方的安装架；压缩机、油分离器、蒸发器和冷凝器分别设于安装板或者安装架上；还包括设置在压缩机与油分离器、经济器、蒸发器以及回油管路上的挠性管；还包括设置在安装板下方且与安装架连接的第一隔振结构、设于安装架下方且与地面连接的第二隔振结构、设于安装架和/或蒸发器和/或冷凝器前后或者左右的侧面隔振结构；还包括设置在压缩机以及用于驱动压缩机的电机之间的弹性联轴节。由于空调系统内的各类驱动和控制结构在动作过程中均会产生或大或小振动，同时管路、容器中的流体在运动过程以及温度变化过程中也会导致管路和结构产生振动甚至变形，一方面该类振动和变形会产生不必要的振动和噪音，这对于军用的船舶来说是很大的弊端，会极大地增加雷达或者声呐的可探测性，降低船舶的隐身性能，另一方面也会影响空调系统本身的结构稳定性，降低其使用寿命，特别是在船舶内部设备种类繁多，可用空间不足的背景下，各类设备相互交错，此类振动极有可能影响到其他设备和船舶本身结构，导致其破坏或者产生其他不利影响，基于此，本专利技术提出了隔振降噪组件，通过从管路、各主要振源以及空调系统与船舶支撑结构之间设置多级的隔振降噪结构，最大程度的限制了振动和噪音对船舶产生的影响，利用挠性管使得原来固定的管路在振动和变形时具备了一定的自适应能力，同时隔绝了管路之间的振动传递，提高了管路寿命，降低了振动噪音，通过隔振器尽可能的减少了震源，隔绝了振动的传播途径，有效降低了空调系统运行过程中的振动和噪音，使其能够更好的应用于军事背景下的船舶。本船载高效高续航能力的空调系统特别的是，压缩机和油分离器设于安装板的上端面，经济器和冷凝器设于安装架。通过上述布置方式，使得空调系统的重心尽量保持在较低位置，大大提高了系统的稳定性，降低了振动和噪音，同时便于配套线路和管路的布置方式，压缩设备体积，使其能够尽量减小对船舶有限空间的占用。本船载高效高续航能力的空调系统特别的是，第一隔振结构至少包括分别设于四个不同方位的四个隔振器；第二隔振结构至少包括设于六个不同方位的六个隔振器；侧面隔振结构包括至少设于前后左右四个方向的四个隔振器，或者前后两个方向的隔振器组，或者左右两个方向的隔振器组，隔振器组包括至少两个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船载高效高续航能力的空调系统，包括压缩机(1)、蒸发器(35)、冷凝器(12)，其特征在于，还包括油分离器(6)、经济器(20)；所述压缩机(1)的出口设有连接至油分离器(6)入口的排气管路，所述油分离器(6)的出油口设置有连接至压缩机(1)入口的回油管路，所述油分离器(6)的出气口与冷凝器(12)的受冷管路入口连通；受冷管路的出口分开后以两支路分别连接至经济器(20)的主回路和旁路；所述主回路通过经济器(20)二次制冷后接入蒸发器(35)的入口；蒸发器(35)的出口连接至压缩机(1)的入口。

【技术特征摘要】
1.一种船载高效高续航能力的空调系统，包括压缩机(1)、蒸发器(35)、冷凝器(12)，其特征在于，还包括油分离器(6)、经济器(20)；所述压缩机(1)的出口设有连接至油分离器(6)入口的排气管路，所述油分离器(6)的出油口设置有连接至压缩机(1)入口的回油管路，所述油分离器(6)的出气口与冷凝器(12)的受冷管路入口连通；受冷管路的出口分开后以两支路分别连接至经济器(20)的主回路和旁路；所述主回路通过经济器(20)二次制冷后接入蒸发器(35)的入口；蒸发器(35)的出口连接至压缩机(1)的入口。2.根据权利要求1所述一种船载高效高续航能力的空调系统，其特征在于，所述主回路通过经济器(20)二次制冷后分开设置为并联的反馈控制支路和电磁控制支路连接至蒸发器(35)的入口；所述反馈控制支路上依次设有热力膨胀阀供液电磁阀(26)、热力膨胀阀前截止阀(27)、感温包设于蒸发器(35)出口管路附近的热力膨胀阀(28)、热力膨胀阀后截止阀(29)所述电磁控制回路依次包括电子膨胀阀供液电磁阀(31)、电子膨胀阀前截止阀(32)、电子膨胀阀(33)、电子膨胀阀后截止阀(34)；所述回油管路上设置有回油过滤器(7)、回油流量开关(10)、回油电磁阀(9)；所述冷凝器(12)受冷管路出口处依次设有过滤器前截止阀(13)、干燥过滤器(14)、过滤器后截止阀(15)；所述经济器(20)的主回路前后端的经济器回路截止阀(16)、经济器后截止阀(23)。3.根据权利要求2所述一种船载高效高续航能力的空调系统，其特征在于，还包括电气控制组件，所述电气控制组件包括：压缩机电力拖动结构，具体包括压缩机电机M1、压缩机电机磁力启动器K1、带分流器的配电盘Ⅲ、稳速器T、启动器电阻箱R1；以及冷却水泵电力拖动结构，具体包括配电盘、冷却水泵磁力启动器K3、冷却水泵电机M3、电机稳定器C2；以及用于为系统提供电能的DC100～400V直流供电网。4.根据权利要求3所述一种船载高效高续航能力的空调系统，其特征在于，还用于执行以下步骤中的一种或者多种：A、根据舱室外海水温度变化而启动的冷却切换的步骤，具体是指，当海水温度高于17±2℃℃时，通过冷却水泵将冷却水降温至7℃±5℃后送入设备空调系统，当海水温度低于17±2℃时，关闭船载高效高续航能力的空调系统，切换时海水冷却；B、在滑油温度低于25℃时对...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雁飞，苏永生，冯巧莲，张俊，汤智胤，于贝，张青枝，孟峰，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军工程大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42