一种船舶余热梯级利用式空调装置,包括热泵系统、有机工质朗肯循环(ORC)系统、海水循环系统、空调末端系统、烟气管路系统、电动机、发电机和转轴切换器。本发明改变以往船舶柴油机余热利用方式,将ORC、热泵技术耦合,实现高温烟气先驱动ORC系统、再进单级余热锅炉、最后换热采暖的余热梯级利用;ORC系统的透平机带动压缩机与发电机,具有“冷、热、电”联产的效果。ORC系统、热泵系统、海水循环系统相配合,高温环境,深层低温海水降低制冷剂冷凝温度,解决了船舶空调制冷性能差的问题;低温环境,有机工质冷凝热提高制冷剂蒸发温度,解决了船舶空调制热性能差的问题。烟气余热的梯级利用,提高了柴油机的余热利用效率,经济又节能。