【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及空調系統，更具體地，涉及一種低能耗船舶余熱驅動溫濕分控空調系統及其運行控制方法。
技術介紹
1、我國作為海洋大國，船舶在海洋資源開發與利用、促進國際貨物流通及跨國旅行等方面發揮著不可或缺的作用。在現有的船舶用能設備中，船用空調系統約占船舶總電耗的45％，船用主機約有30％-40％以上的熱能通過高溫煙氣及高溫冷卻水排放掉。而這部分廢熱，并沒有被常用的船用空調系統利用上，造成能源的大量浪費。現有的船用空調系統通常采用蒸汽壓縮式制冷作為空調冷源，這種單一的冷源方式一方面難以利用船舶廢熱，另一方面在高濕的海洋環境中，為了實現除濕，其蒸發溫度不得不大幅降低，造成空調能效很低，嚴重制約了船用空調系統的節能運行。可見，現有船用空調系統與船舶能源特性嚴重不匹配，造成船舶能耗居高不下。
2、現有技術中，大多船舶采用除濕轉輪實現濕熱分離控制，送風濕度由除濕轉輪控制，溫度由制冷系統控制，可以提升制冷系統的蒸發溫度，進而提升制冷系統的能效，降低能耗。除濕轉輪為蜂窩狀結構，基材上粘著了大量用于除濕的吸附劑，如硅膠、活性炭等多孔材料，空氣經過時吸附劑吸附水分以實現除濕，除濕轉輪工作時分為用于除濕的處理區，和用于為自身去濕的再生區，再生區需要設置熱源形成高溫的再生空氣從而使濕潤的吸附劑脫附水分實現再生功能以持續工作。目前大多數的該類船用空調系統均設有額外的熱源用于除濕轉輪的加熱或者室內供熱，在夏季高功率供冷或冬季高功率供暖時，所需額外輸入的熱源較多，比較耗費能源，而船上仍有部分廢熱沒有得到很好的利用，對船上廢熱的利用不夠充分，空調整
技術實現思路
1、本專利技術為克服上述現有技術中對船上廢熱的利用不夠充分，空調整體耗能仍然比較大的缺陷，提供一種低能耗船舶余熱驅動溫濕分控空調系統及其運行控制方法，提升對船上廢熱的利用，降低空調工作能耗。
2、為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案是：一種低能耗船舶余熱驅動溫濕分控空調系統，包括第一管路、第二管路、除濕轉輪、分別設置在所述第一管路上的供熱系統和再生風機、分別設置在所述第二管路上的供冷系統和處理風機，所述除濕轉輪的再生區設置在第一管路上，所述除濕轉輪的處理區設置在第二管路上，所述第二管路連接室內，所述供熱系統包括排煙管道、安裝在所述排煙管道上的廢熱回收器，所述供冷系統包括輔熱冷凝器，所述輔熱冷凝器和所述廢熱回收器均分別設置在所述第一管路上，所述廢熱回收器用于將所述排煙管道的熱能傳遞到所述第一管路中。
3、供冷系統中的輔熱冷凝器在工作時令制冷劑從氣態轉為液態，過程中制冷劑放熱，本系統將輔熱冷凝器設置在第一管路中，將輔熱冷凝器所釋放的熱量傳遞到第一管路，為空氣加熱；排煙管道為船上原有設施，在排煙管道上設置廢熱回收器以回收排煙廢熱，具體的，廢熱回收器為換熱器，將排煙管道中的廢熱傳遞到第一管路中，也為空氣進行加熱，第一管路中的空氣經過輔熱冷凝器和廢熱回收器的兩次加熱后溫度上升，然后再將加熱后的空氣輸送到除濕轉輪的再生區中為除濕轉輪去濕，進而省去了額外為除濕轉輪設置加熱源，充分利用船上的廢熱資源為除濕轉輪進行加熱，降低空調工作能耗。進一步的，所述供熱系統還包括與所述排煙管道連接的溫控管道和安裝在所述溫控管道上的溫控閥門，所述溫控閥門通過所述溫控管道與所述廢熱回收器并聯。通過溫控閥門間接控制通過廢熱回收器的空氣流量，溫控閥門開度越大，溫控管道的空氣流量就越大，廢熱回收器的空氣流量就越小，進而使空氣溫度精準控制在設定的再生溫度附近，從而有效保證了處理空氣絕對濕度(含濕量)的精準控制。
4、優選的，所述供冷系統還包括再冷蒸發器、壓縮機、膨脹閥、再冷調節閥、熱回收蒸發器和熱回收調節閥，所述再冷蒸發器、所述壓縮機、所述輔熱冷凝器、所述膨脹閥和所述再冷調節閥依次連接且形成回路，所述壓縮機、所述輔熱冷凝器、所述膨脹閥、所述熱回收蒸發器和所述熱回收調節閥依次連接且形成回路，所述再冷調節閥和再冷蒸發器與所述熱回收蒸發器和所述熱回收調節閥并聯，所述再冷蒸發器設置在所述第二管路上，所述熱回收蒸發器設置在所述第一管路上且位于所述除濕轉輪后方，所述熱回收蒸發器用于吸收經過所述除濕轉輪的空氣的熱量。
5、供冷系統中，低溫低壓的過熱氣態制冷劑被壓縮機吸入，經過壓縮變成高溫高壓的過熱氣態制冷劑，然后進入輔熱冷凝器將熱量傳遞到第一管路的空氣中，變成溫度較低、壓力高的過冷液態制冷劑，隨后進入膨脹閥，經過膨脹閥的節流作用后，變成低溫低壓的液體制冷劑，隨后液態制冷劑被分成兩撥，一撥經過熱回收調節閥進入熱回收蒸發器，然后制冷劑回收第一管路中經過除濕轉輪之后的空氣的余熱，再回到壓縮機進行壓縮；另一撥經過再冷調節閥進入再冷蒸發器，再冷蒸發器用于對第二管路中的空氣進行最后的冷卻降溫，低溫液態制冷劑經過蒸發吸熱后，變成低溫低壓的過熱氣態制冷劑，最后再回到壓縮機中。整個過程循環進行，得以保證制冷的持續輸出。其中，熱回收調節閥用于調節熱回收蒸發器的換熱量，再冷調節閥用于調節再冷蒸發器的換熱量。除濕轉輪需要熱空氣實現再生，而經過除濕轉輪之后的空氣也仍有較多余熱，熱回收蒸發器可以對這部分熱量進行回收，進而增加制冷劑的焓值。在制冷系統的循環中，增焓過程起著至關重要的作用，通過增加氣態制冷劑的焓值，可以在低溫環境中吸收更多的熱量，從而實現更強的制冷效果，還可以提高冷卻效率，降低制冷系統的能耗。熱回收蒸發器的設置提升了對空調系統廢熱的回收，充分利用廢熱資源，進一步降低制冷系統的能耗。
6、優選的，還包括與所述第二管路連接的海水冷卻系統，所述海水冷卻系統在所述除濕轉輪兩側分別對第二管路進行冷卻。具體的，所述海水冷卻系統包括分別設置在所述第二管路上的第一海水冷卻器和第二海水冷卻器、海水泵和海水調節閥，所述第一海水冷卻器和所述第二海水冷卻器分別位于所述除濕轉輪的兩側且均使用海水作為冷卻介質，所述海水泵同時為所述第一海水冷卻器和所述第二海水冷卻器供水，所述海水調節閥與所述第一海水冷卻器連接且單獨控制所述第一海水冷卻器的進水量。
7、第一海水冷卻器用于對第二管路中的空氣進行預冷，進而提高除濕轉輪的吸附能力，提升除濕效果，保證空氣的干燥質量，第二海水冷卻器用于將除濕后的空氣進行初次冷卻，降低再冷蒸發器的工作負荷，降低空調系統的能耗，然后再冷蒸發器再對經過初次冷卻后的空氣進行再次冷卻，冷卻后的空氣再向室內輸送，以調節室內溫度。第一海水冷卻器和第二海水冷卻器均采用海水作為換熱介質，充分利用海上資源，降低空調系統使用成本的同時，增加了空調系統的濕度控制質量，大大降低了空調系統的制冷能耗。
8、具體的，海水泵后方設有兩條管路分別與第一海水冷卻器和第二海水冷卻器連接，海水調節閥安裝在與第一海水冷卻器連接的管路上，實本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種低能耗船舶余熱驅動溫濕分控空調系統，包括第一管路(1)、第二管路(2)、除濕轉輪(3)、分別設置在所述第一管路(1)上的供熱系統(4)和再生風機(5)、分別設置在所述第二管路(2)上的供冷系統(6)和處理風機(7)，所述除濕轉輪(3)的再生區設置在第一管路(1)上，所述除濕轉輪(3)的處理區設置在第二管路(2)上，所述第二管路(2)連接室內，其特征在于，所述供熱系統(4)包括排煙管道(401)、安裝在所述排煙管道(401)上的廢熱回收器(402)，所述供冷系統(6)包括輔熱冷凝器(601)，所述輔熱冷凝器(601)和所述廢熱回收器(402)均分別設置在所述第一管路(1)上，所述廢熱回收器(402)用于將所述排煙管道(401)的熱能傳遞到所述第一管路(1)中。
2.根據權利要求1所述的一種低能耗船舶余熱驅動溫濕分控空調系統，其特征在于：所述供冷系統(6)還包括再冷蒸發器(602)、壓縮機(603)、膨脹閥(604)、再冷調節閥(605)、熱回收蒸發器(606)和熱回收調節閥(607)，所述再冷蒸發器(602)、所述壓縮機(603)、所述輔熱冷凝器(601)、所述
3.根據權利要求2所述的一種低能耗船舶余熱驅動溫濕分控空調系統，其特征在于：還包括與所述第二管路(2)連接的海水冷卻系統(8)，所述海水冷卻系統(8)包括分別設置在所述第二管路(2)上的第一海水冷卻器(801)和第二海水冷卻器(802)、海水泵(803)和海水調節閥(804)，所述第一海水冷卻器(801)和所述第二海水冷卻器(802)分別位于所述除濕轉輪(3)的兩側且均使用海水作為冷卻介質，所述海水泵(803)同時為所述第一海水冷卻器(801)和所述第二海水冷卻器(802)供水，所述海水調節閥(804)與所述第一海水冷卻器(801)連接且單獨控制所述第一海水冷卻器(801)的進水量。
4.根據權利要求3所述的一種低能耗船舶余熱驅動溫濕分控空調系統，其特征在于：所述第一管路(1)一端設有第一進風管(9)和第二進風管(10)，所述第一管路(1)另一端設有第一出風管(11)，所述第二管路(2)兩端分別設有第三進風管(12)和第二出風管(13)，所述第二進風管(10)與室內的出風口連接，所述第二出風管(13)與室內進風口連接，所述第一進風管(9)、所述第一出風管(11)和所述第三進風管(12)均連接到室外，所述第一進風管(9)、所述第二進風管(10)、所述第一出風管(11)、所述第三進風管(12)和所述第二出風管(13)上均分別安裝有通風閥門(19)。
5.根據權利要求4所述的一種低能耗船舶余熱驅動溫濕分控空調系統，其特征在于：所述第二管路(2)靠近所述第三進風管(12)的一端還設有第四進風管(14)，所述第四進風管(14)上安裝有所述通風閥門(19)，所述第三進風管(12)和所述第四進風管(14)上的通風閥門(19)均分別單獨控制所述第三進風管(12)和所述第四進風管(14)的風量，所述第四進風管(14)與室內出風口連接。
6.根據權利要求5所述的一種低能耗船舶余熱驅動溫濕分控空調系統，其特征在于：所述第一管路(1)靠近所述第一出風口的一端還設有第三出風管(15)，所述第三出風管(15)與室內進風口連接，所述第二管路(2)靠近所述第二出風管(13)的一端還設有第四出風管(16)，所述第四出風管(16)連接到室外，所述第三出風管(15)和第四出風管(16)上均分別安裝有所述通風閥門(19)，所述第一出風管(11)和所述第三出風管(15)上的通風閥門(19)均分別單獨控制所述第一出風管(11)和所述第三出風管(15)的風量，所述第二出風管(13)和所述第四出風管(16)上的通風閥門(19)均分別單獨控制所述第二出風管(13)和所述第四出風管(16)的風量。
7.一種低能耗船舶余熱驅動溫濕分控空調系統的運行控制方法，使用上述權利要求4-6任一所述的一種低能耗船舶余熱驅動溫濕分控空調系統，其特征在于，包括如下步驟：在第一控制模式中，所述第一管路打開所述第一進風管和所述第二進風管，所述第二管路...
【技術特征摘要】
1.一種低能耗船舶余熱驅動溫濕分控空調系統，包括第一管路(1)、第二管路(2)、除濕轉輪(3)、分別設置在所述第一管路(1)上的供熱系統(4)和再生風機(5)、分別設置在所述第二管路(2)上的供冷系統(6)和處理風機(7)，所述除濕轉輪(3)的再生區設置在第一管路(1)上，所述除濕轉輪(3)的處理區設置在第二管路(2)上，所述第二管路(2)連接室內，其特征在于，所述供熱系統(4)包括排煙管道(401)、安裝在所述排煙管道(401)上的廢熱回收器(402)，所述供冷系統(6)包括輔熱冷凝器(601)，所述輔熱冷凝器(601)和所述廢熱回收器(402)均分別設置在所述第一管路(1)上，所述廢熱回收器(402)用于將所述排煙管道(401)的熱能傳遞到所述第一管路(1)中。
2.根據權利要求1所述的一種低能耗船舶余熱驅動溫濕分控空調系統，其特征在于：所述供冷系統(6)還包括再冷蒸發器(602)、壓縮機(603)、膨脹閥(604)、再冷調節閥(605)、熱回收蒸發器(606)和熱回收調節閥(607)，所述再冷蒸發器(602)、所述壓縮機(603)、所述輔熱冷凝器(601)、所述膨脹閥(604)和所述再冷調節閥(605)依次連接且形成回路，所述壓縮機(603)、所述輔熱冷凝器(601)、所述膨脹閥(604)、所述熱回收蒸發器(606)和所述熱回收調節閥(607)依次連接且形成回路，所述再冷調節閥(605)和再冷蒸發器(602)與所述熱回收蒸發器(606)和所述熱回收調節閥(607)并聯，所述再冷蒸發器(602)設置在所述第二管路(2)上，所述熱回收蒸發器(606)設置在所述第一管路(1)上且位于所述除濕轉輪(3)后方，所述熱回收蒸發器(606)用于吸收經過所述除濕轉輪(3)的空氣的熱量。
3.根據權利要求2所述的一種低能耗船舶余熱驅動溫濕分控空調系統，其特征在于：還包括與所述第二管路(2)連接的海水冷卻系統(8)，所述海水冷卻系統(8)包括分別設置在所述第二管路(2)上的第一海水冷卻器(801)和第二海水冷卻器(802)、海水泵(803)和海水調節閥(804)，所述第一海水冷卻器(801)和所述第二海水冷卻器(802)分別位于所述除濕轉輪(3)的兩側且均使用海水作為冷卻介質，所述海水泵(803)同時為所述第一海水冷卻器(801)和所述第二海水冷卻器(802)供水，所述海水調節閥(804)與所述第一海水冷卻器(801)連接且單獨控制所述第一海水冷卻器(801)的進水量。
4.根據權利要求3所述的一種低能耗船舶余熱驅動溫濕分控空調系統，其特征在于：所述第一管路(1)一端設有第一進風管(9)和第二進風管(10)，所述第一管路(1)另一端設有第一出風管(11)，所述第二管路(2)兩端分別設有第三進風管(12)和第二出風管(13)，所述第二進風管(10)與室內的出風口連接，所述第二出風管(13)與室內進風口連接，所述第...
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