CN103292388B - 一种机舱用制冷系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机舱用制冷系统，其包括冷却压缩机组，冷却水循环装置和移动式送风装置，冷却水循环装置包括与冷却压缩机组的蒸发器通过管路连接的储水箱、水泵和膨胀水箱；移动式送风装置可移动地设置在机舱内，包括送风箱体、水冷盘管、循环风机以及一个或多个送风射流器，水冷盘管具有进水口和出水口，其中进水口与储水箱通过管路连通；出水口通过管路与蒸发器的冷却水入口连通。本发明有效缓解了传统制冷系统压缩机容易频繁能调、启停的问题，且避免了使用机舱整体降温造成的能源浪费，也节省了设备的初期投资费用，还可满足机舱宽温度区域宽的要求，使机组在任意环境温度下高能效运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种制冷系统，特别涉及一种适合机舱用的制冷系统。
背景技术
船舶及平台的机舱内聚集了大量散热装置，机舱内温度常年在40℃以上，一般航道机舱夏季温度能达到50℃，热带地区航线机舱温度能达到60℃左右。由于机舱内有人员需要工作、劳动，需要对在工作区域的温度进行控制。现有的机舱冷却系统一般由直接蒸发式制冷系统和风道组成，由制冷系统将高温空气冷却降温后送入风道输送到机舱各处。
现有的机舱冷却系统存在以下几个问题：1.机舱负荷较大，如果对无人工作区域一起降温，造成冷量浪费；2.通过风管来实现定点送风，较为死板。随着人工作区域的转换，会出现送风的盲点或者是送风量的浪费；3.直膨式机组构成的氟制冷系统，通过氟和空气的换热实现对空气的降温，由于空气热比容较小，冷媒与空气侧换热，机组启动时，舱内温度下降很快，机组停止时，舱内温度迅速回温，易引起压缩机的频繁启停，对压缩机造成损伤；4.夏季亚热带环境温度达到60℃时，舱室内温度会更高，为了制冷效果比较好，送风温度需要维持在30℃左右，这样进出风温差很大，过大的空气侧温差会引起回气温度的上升，导致排气温度过高，对制冷循环造成恶化，损失机组使用寿命。另外由于船舶全年全球航行，造成机舱温度区域跨度较大，使得空调机组的进出风参数变化增大，制冷系统蒸发器很难从经济型和功能性上同时满足要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的机舱用制冷系统。
为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：
一种机舱用制冷系统，其包括冷却压缩机组，冷却压缩机组包括压缩机、冷凝器、节流元件及蒸发器，压缩机通过管路连接冷凝器，冷凝器通过管路和节流元件连接蒸发器，所述蒸发器具有冷媒入口、冷媒出口、冷却水入口和冷却水出口，所述蒸发器的冷媒出口通过管路与所述压缩机的进气端连接，特别是，
所述的机舱用制冷系统还包括冷却水循环装置和移动式送风装置，其中：
冷却水循环装置包括与蒸发器的冷却水出口通过管路连接的储水箱、设置在蒸发器的冷却水出口与储水箱之间的管路上的水泵和膨胀水箱；
移动式送风装置可移动地设置在机舱内，用于吸入机舱内的热空气并向机舱内喷射冷风，所述的移动式送风装置包括送风箱体、设置在送风箱体内的水冷盘管、设置在送风箱体上的循环风机以及一个或多个送风射流器，水冷盘管具有进水口和出水口，其中进水口与储水箱通过管路连通；出水口通过管路与蒸发器的冷却水入口连通。
优选地，所述的冷却压缩机组还包括具有冷凝液体通道和冷媒蒸汽通道的经济器，其中，冷凝液体通道连接到冷凝器与蒸发器之间的管路上，冷媒蒸汽通道连接到蒸发器与压缩机的进气端之间的管路上。经济器的设置，使得经过冷凝器冷凝的冷媒与从蒸发器返回压缩机的冷媒蒸汽进行换热，从而可实现冷媒液体过冷、冷媒蒸汽过热。
进一步优选地，所述的冷却压缩机组还包括用于将经济器的冷凝液通道和压缩机的进气端相连通的冷却管道、设置在该冷却管道上的电磁阀和温度响应膨胀阀。当环境温度过高时，压缩机热负荷过大，致使压缩机排气温度较高时，可通过冷却管道将经济器出口的冷媒液体分出一部分至压缩机中，对压缩机进行喷液冷却。
优选地，所述的冷却压缩机组至少有二组，且所述至少二组冷却压缩机组相并联。例如在冷夜压缩机组为二组时，可通过出风温度自动识别一用一备，或两台同时运行，从而可以满足机舱温度区域宽的要求，使机组在任意环境温度下能高效运行。
优选地，所述水泵的上游设置有过滤器。
根据一个具体方面，所述的送风箱体的底部装配有移动轮，顶部装配有吊装结构。
优选地，所述的水冷盘管的进水口和出水口处设有快速接头。
优选地，所述的送风射流器为风口形状和/或大小可调的送风射流器。
优选地，所述的移动式送风装置装配有航空接头。
所述的节流元件具体可以为膨胀阀。
由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、本发明采用冷媒与水换热，再将冷却过的水输送至具有带送风射流器的可移动式盘管中，对机舱局部进行降温，由于水的比热容远大于空气，且储水箱具有蓄水蓄冷功能，有效缓解了传统制冷系统压缩机容易频繁能调、启停的问题；
2、本发明设计的移动式送风装置可以移动至机舱内的任何需要冷却的空间，从而实现针对需要降温的区域进行大风量送风降温，保证满足局部降温要求，避免了使用机舱整体降温造成的能源浪费，也节省了设备的初期投资费用；
3、冷风通过送风射流器送出，在要求的风量下，出风口空气流速可达到25m/s，5米处风速可达4m/s，实现远距离的射流送风，还可选用带有可调风口装置的送风射流器，例如将出风口调整为扇形或集中一点送风，可以根据机舱开阔的环境，选择合适的送风形态，因此，送风更加灵活和可调。
、冷却压缩机组优选设计为多组例如2组，可通过出风温度自动识别一用一备，或两台同时运行，满足了机舱宽温度区域宽的要求，使机组在任意环境温度下高能效运行。
附图说明
下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步详细的说明：
图1为根据本发明的结构原理示意图；
其中：1、冷却压缩机组；10、压缩机；11、冷凝器；12、经济器；13、膨胀阀；14、蒸发器；14a、冷媒入口；14b、冷媒出口；14c、冷却水出口；14d、冷却水入口；15、冷却管道；16、电磁阀；17、温度响应膨胀阀；2、冷却水循环装置；20、储水箱；21、过滤器；22、水泵；23、膨胀水箱；3、移动式送风装置；30、送风箱体；31、水冷盘管；31a、进水口；31b、出水口；32、循环风机；33、送风射流器；34、移动轮。
具体实施方式
以下结合附图和具体的实施例对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示，本实施例提供的机舱用制冷系统，其主要包括两个并联的冷却压缩机组1、冷却水循环装置2以及移动式送风装置3。其中，冷却压缩机组提供冷媒与冷却水循环装置2的水进行热交换，获得低温冷却水，低温冷却水通入到移动式送风装置3中，在移动式送风装置3中，机舱内的热空气与冷却水热交换后，向机舱内送出冷风。下面对制冷系统的各个部分进行详细说明。
本例中，冷却压缩机组1共有2组，各冷却压缩机组包括压缩机10、冷凝器11、经济器12、膨胀阀13、蒸发器14、冷却管道15、电磁阀16、温度响应膨胀阀17。压缩机10的排气端通过管路连接冷凝器11，冷凝器11通过管路与经济器12的冷凝液体通道连通，经济器12的冷凝液体通道还通过管路与膨胀阀13与蒸发器14的冷媒入口14a连通，冷却管道15的两端分别与经济器12的冷凝液体通道所在管路和压缩机10的进气端连通。电磁阀16和温度响应膨胀阀17依次设置在冷却管道15上。蒸发器14的冷媒出口14b通过管路和经济器12的冷媒蒸汽通道与压缩机10的进气端连通。
本例中，冷却水循环装置2包括与蒸发器14的冷却水出口14c通过管路连通的储水箱20、设置在蒸发器14的冷却水出口14c与储水箱20之间的管路上的过滤器21、水泵22和膨胀水箱23。
本例中，移动式送风装置3可移动地设置在机舱内，用于吸入机舱内的热空气并向机舱内喷射冷风。移动式送风装置3包括送风箱体30、设置在送风箱体30内的水冷盘管31、设置在送风箱体30上的循环风机32以及4~5个送风射流器33，水冷盘管31具有进水口31a和出水口31b，其中进水口31a与储水箱20通过管路连通；出水口31b通过管路与两个蒸发器14的冷却水入口14d连通。水冷盘管31的进水口31a和出水口31b处设有快速接头，实现与其它管道之间的快速和可拆卸连接。送风箱体30的底部设有移动轮34，顶部设有吊装机构（图中未显示），从而移动式送风装置可方便地在机舱内移动至需要降温的区域。
本发明的工作原理如下：压缩机排出高温高压的冷媒蒸汽，在冷凝器内冷凝为液体，冷媒液体进入经济器内，与返回压缩机的冷媒蒸汽进行换热，实现冷媒液体过冷、冷媒蒸汽过热，再进入膨胀阀节流，进入蒸发器内与从末端返回的冷媒水进行换热。冷媒水在蒸发器内由20℃降温到10℃，通过水过滤器过滤进入水泵，由水泵将低温的冷媒水送入储水箱，分向末端，进入水冷盘管，蒸发器内吸热气化的冷媒蒸汽返回压缩机，完成冷媒侧循环。当环境温度过高，热负荷过大，致使压缩机排气温度较高时，经济器出口的冷媒液体，部分分出经过电磁阀，通过温度响应膨胀阀对压缩机进行喷液冷却。由水泵输出的10℃冷媒水进入水冷盘管，与循环风机吸入的机舱空气进行换热，空气由60℃降温到30℃，由送风射流器喷出，对机舱局部进行降温。水冷盘管内，吸收空气侧热负荷升温至20℃冷媒水，通过泵泵回至蒸发器，完成冷媒水侧制冷循环。
本实施例的机舱用冷却系统具有如下特点：
1、可通过移动可移动式送风装置至工作区域，对某局部区域进行大风量送风降温，保证满足局部降温要求，避免了使用机舱整体降温造成的能源浪费，也节省了设备的初期投资费用；
2、可移动式送风装置，出风选用4-5只可带旋转的送风射流器，在要求的风量下，出风口空气流速达到25m/s，5米处风速4m/s，实现远距离的射流送风，选用带有可调风口装置的送风射流器，将出风口调整为扇形或集中一点送风。可以根据机舱开阔的环境，选择合适的送风形态；
3、可移动式送风装置，底部装配移动轮，顶部配备吊装结构。可以将冷却盘管移动到任何需要冷却的空间。装置设航空插头，可以与主机快速连接，即可实现移动至机舱的任意位置进行工作；
4、该机舱冷却系统采用冷媒例如氟与水换热，再将冷却过的水输送至带送风射流装置的可移动式盘管中，对机舱局部进行降温。利用水的比热容远大于空气的特性，再通过储水箱蓄水蓄冷功能，有效的缓解了制冷系统氟压缩机的频繁能调、启停；
5、冷水系统选用两台冷水机组并联，通过出风温度自动识别一用一备，或两台同时运行。满足了机舱宽温度区域宽的要求，使机组在任意环境温度下高能效运行。
以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1. 一种机舱用制冷系统，包括冷却压缩机组，所述冷却压缩机组包括压缩机、冷凝器、节流元件及蒸发器，所述的压缩机通过管路连接所述冷凝器，所述冷凝器通过管路和所述节流元件连接所述蒸发器，所述蒸发器具有冷媒入口、冷媒出口、冷却水入口和冷却水出口，所述蒸发器的冷媒出口通过管路与所述压缩机的进气端连接，其特征在于：
所述的机舱用制冷系统还包括冷却水循环装置和移动式送风装置，其中：所述的节流元件为膨胀阀；
所述的冷却水循环装置包括与所述的蒸发器的冷却水出口通过管路连接的储水箱、设置在蒸发器的冷却水出口与储水箱之间的管路上的水泵和膨胀水箱；
所述的移动式送风装置可移动地设置在机舱内，用于吸入机舱内的热空气并向机舱内喷射冷风，所述的移动式送风装置包括送风箱体、设置在所述送风箱体内的水冷盘管、设置在所述送风箱体上的循环风机以及一个或多个送风射流器，所述水冷盘管具有进水口和出水口，且在所述的水冷盘管的进水口和出水口处设有快速接头，其中进水口与所述储水箱通过管路连通；所述出水口通过管路与所述蒸发器的冷却水入口连通。
2. 根据权利要求1所述的机舱用制冷系统，其特征在于：所述的冷却压缩机组还包括具有冷凝液体通道和冷媒蒸汽通道的经济器，其中，冷凝液体通道连接到冷凝器与蒸发器之间的管路上，冷媒蒸汽通道连接到蒸发器与压缩机的进气端之间的管路上。
3. 根据权利要求2所述的机舱用制冷系统，其特征在于：所述的冷却压缩机组还包括用于将所述经济器的冷凝液通道和所述压缩机的进气端相连通的冷却管道、设置在该冷却管道上的电磁阀和温度响应膨胀阀。
4. 根据权利要求1所述的机舱用制冷系统，其特征在于：所述的冷却压缩机组至少有二组，且所述至少二组冷却压缩机组相并联。
5. 根据权利要求1所述的机舱用制冷系统，其特征在于：所述水泵的上游设置有过滤器。
6. 根据权利要求1所述的机舱用制冷系统，其特征在于：所述的送风箱体的底部装配有移动轮，顶部装配有吊装结构。
7. 根据权利要求1所述的机舱用制冷系统，其特征在于：所述的送风射流器为风口形状和/或大小可调的送风射流器。
8. 根据权利要求1所述的机舱用制冷系统，其特征在于：所述的移动式送风装置装配有航空接头。
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