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      船舶廢氣驅(qū)動的氨水吸收式制冷機(jī)的制作方法

      文檔序號:4796482閱讀:218來源:國知局
      專利名稱:船舶廢氣驅(qū)動的氨水吸收式制冷機(jī)的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及的是一種制冷技術(shù)領(lǐng)域的裝置,具體是一種船舶廢氣驅(qū)動的氨水吸收 式制冷機(jī)。
      背景技術(shù)
      隨著船舶作業(yè)方式的調(diào)整,作業(yè)航程漸遠(yuǎn),時(shí)間加長人們對船舶運(yùn)行的節(jié)能以及 環(huán)保要求越來越高。特別是漁船,傳統(tǒng)漁船的帶冰保鮮方式已越來越不適應(yīng)現(xiàn)有漁業(yè)生產(chǎn) 保鮮要求。因此,在船舶上廣泛推廣應(yīng)用制冷新技術(shù)已成必然。船舶上現(xiàn)有的制冷技術(shù)主要有壓縮式制冷技術(shù)和吸收式制冷技術(shù)。壓縮式制冷系 統(tǒng)機(jī)組主要包括制冷壓縮機(jī)、冷凝器、熱交換器、蒸發(fā)器和凍結(jié)機(jī)等。吸收式制冷一般采用 氨水吸收式制冷技術(shù),此種系統(tǒng)機(jī)組主要包括發(fā)生器、精餾器、冷凝器、回?zé)崞鳌⑦^冷器、蒸 發(fā)器等。氨水吸收式制冷機(jī)和壓縮式制冷機(jī)相比,其主要優(yōu)點(diǎn)是可以用船舶高溫廢氣 驅(qū)動,具有節(jié)能效果;使用自然工質(zhì),對大氣臭氧層無破壞作用,具有環(huán)保效果;整個(gè)裝置 除泵外均為塔、罐等熱交換設(shè)備,結(jié)構(gòu)簡單,便于加工制造;振動、噪音較??;負(fù)荷在30 100%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí),裝置的經(jīng)濟(jì)性沒有明顯變化;維修簡單、操作方便、易于管理。已有大 量研究人員對船舶廢氣驅(qū)動的氨水吸收制冷機(jī)做了大量有意義的研究。傳統(tǒng)船舶廢氣驅(qū)動的氨水吸收制冷機(jī)需要克服一些技術(shù)難題。例如(1)傳統(tǒng)系 統(tǒng)復(fù)雜,難以小型化。這是因?yàn)榘迸c水在相同壓力下的蒸發(fā)溫度比較接近,所以從發(fā)生器蒸 發(fā)出來的氨氣中帶有許多的水蒸氣。為了提高裝置的經(jīng)濟(jì)性和達(dá)到較低的蒸發(fā)溫度,必須 采用分凝和精餾設(shè)備來提高氨氣的濃度,這樣既增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性,同時(shí)使得氨水吸收 制冷系統(tǒng)過于龐大。(2)船舶在海上顛簸劇烈,而傳統(tǒng)的氨水吸收制冷機(jī)一般都采用降膜蒸 發(fā)技術(shù),這樣就使降膜吸收性能受船舶顛簸的影響很大。同時(shí),溶液容易從發(fā)生器進(jìn)入冷凝 器以及從發(fā)生器進(jìn)入蒸發(fā)器,從而污染制冷劑以至不能正常運(yùn)行。經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn),中國專利公開號為CN 101033898A,專利名稱為 一種船舶發(fā)動機(jī)排氣余熱驅(qū)動的船用氨水吸收制冷機(jī)。該發(fā)明利用船舶排氣余熱加熱充 滿氨水溶液的發(fā)生器,氨氣連同溶液一起進(jìn)入氣液分離器,分離出的含水氨氣通過分凝器 被部分提純后在冷凝器內(nèi)冷凝;氨液在套管蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)產(chǎn)生冷量,冷氨氣和未蒸發(fā)的含 水氨液在盤管過冷器進(jìn)一步換熱,并在重力作用和壓差作用下進(jìn)入滿液鼓泡吸收器;氨氣 泡被自氣液分離器并經(jīng)溶液換熱器冷卻的稀氨水溶液吸收,濃氨水溶液進(jìn)入氨水溶液儲液 器,并由溶液泵將其泵入滿液發(fā)生器。此發(fā)明使用分凝器來提純氨氣,使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜; 同時(shí)不能有效利用精餾熱,從而降低了系統(tǒng)的性能吸收;使用的滿液式發(fā)生器,由于其具有 自由液面,所以其性能將受船舶顛簸很大影響。中國專利公開號為CN 2153745Y,專利名稱為船用氨水吸收式余熱制冷機(jī)。該 專利包括發(fā)生器、多管式精餾器、冷凝器、蒸發(fā)器。精餾器管內(nèi)裝有一定尺寸的高效填料,能 保證船只在顛簸搖晃中時(shí)吸收器的吸收性能。但此精餾器結(jié)構(gòu)復(fù)雜,使得整個(gè)系統(tǒng)尺寸較大,不利于系統(tǒng)的小型化。中國專利公開號為CN 101017040A,專利名稱為利用尾氣余熱的氨水吸收式制冷 裝置用的尾氣換熱器。該專利利用余熱制冷裝置提供溫度穩(wěn)定,連續(xù)的制冷效果。尾氣換熱 器采用外接式結(jié)構(gòu),有利于維修和更換。該外接尾氣換熱器為管殼式蒸汽發(fā)生器,在尾氣換 熱器和余熱發(fā)生器之間接有汽液分離器。本發(fā)明中氨氣發(fā)生過程中,使用了尾氣換熱器、余 熱發(fā)生器以及汽液分離器,使得整個(gè)系統(tǒng)過于復(fù)雜,體積過于龐大,占用船舶過多的容積, 不利于在船舶中的實(shí)際使用。中國專利公開號CN 201093796Y,專利名稱為氨水吸收式制冷機(jī)。該專利的系 統(tǒng)由發(fā)生器、精餾塔、冷凝器、膨脹閥、吸收器以及蒸發(fā)器等部件組成。精餾塔內(nèi)有填料層, 填料層上方有回流氨液的噴淋管。該專利的使用了精餾塔,使得整個(gè)系統(tǒng)的體積較大,不利 于系統(tǒng)的小型化;同時(shí),使用回流氨液來進(jìn)行氨氣提純,精餾熱也未被充分利用,使得系統(tǒng) 的性能系數(shù)較低;吸收器有自然液面,吸收性能將受船舶顛簸搖晃影響。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足,提供一種船舶廢氣驅(qū)動的氨水吸收式制冷 機(jī),利用多次回?zé)徇^程,有效提高了制冷機(jī)的性能系數(shù)。其回?zé)嵫b置有,氨氣低溫冷卻器、氨 氣高溫冷卻器、回?zé)崞饕约斑^冷器,分別回收精餾時(shí)的凝結(jié)熱、溶液顯熱、氨氣顯熱等;本發(fā) 明沒有精餾裝置,整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,有利于小型化生產(chǎn);本發(fā)明的吸收器利用管道內(nèi)汽液 的渠道流特性,使得氨氣和氨水在并聯(lián)的細(xì)管內(nèi)流動,系統(tǒng)的吸收性能不受船舶顛簸搖晃 的影響;本發(fā)明的發(fā)生器利用細(xì)管內(nèi)沸騰發(fā)生,氨水在多個(gè)并聯(lián)細(xì)管內(nèi)沸騰,發(fā)生器內(nèi)沒有 焊接點(diǎn),從而可以有效提高發(fā)生器的可靠性。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的,本發(fā)明包括包括發(fā)生器、回?zé)崃鞒探M件、 冷卻流程組件、過冷器以及蒸發(fā)器,其中回?zé)崃鞒探M件分別與發(fā)生器和冷卻流程組件相 連,冷卻流程組件和過冷器連接,過冷器和蒸發(fā)器相連。所述的回?zé)崃鞒探M件包括回?zé)崃鞒探M件外殼、回?zé)岫伪P管、氨氣高溫冷卻段盤 管、氨氣低溫冷卻段盤管、氨氣低溫冷卻段頂部出口和回?zé)岫蔚撞砍隹?,其中回?zé)岫蔚撞?出口和回?zé)崃鞒探M件外殼底部相連,氨氣低溫冷卻段頂部出口和回?zé)崃鞒探M件外殼頂部相 連,氨氣低溫冷卻段盤管底部和回?zé)岫伪P管底部相連,回?zé)岫伪P管頂部和氨氣高溫冷卻段 盤管頂部相連,氨氣低溫冷卻段盤管在氨氣高溫冷卻段盤管上部,氨氣高溫冷卻段盤管在 回?zé)岫伪P管上部。所述的發(fā)生器包括煙氣進(jìn)口、煙氣出口、發(fā)生器外殼和發(fā)生器盤管,其中煙氣 進(jìn)口和發(fā)生器外殼底部相連,煙氣出口和發(fā)生器外殼頂部相連,發(fā)生器盤管焊接在發(fā)生器 外殼內(nèi)。所述的冷卻流程組件包括冷卻流程組件外殼、冷凝段盤管、冷卻水出口、吸收段 盤管、冷卻水進(jìn)口,其中冷卻水進(jìn)口和冷卻流程組件外殼底部相連,吸收段盤管焊接冷卻 流程組件外殼內(nèi),冷凝段盤管焊接在冷卻流程組件外殼內(nèi),冷凝段盤管在吸收段盤管上部。所述的過冷器包括過冷器盤管和過冷器外殼;所述的蒸發(fā)器包括冷媒水進(jìn)口、 蒸發(fā)器盤管、蒸發(fā)器外殼、冷媒水出口,泵閥包括溶液泵、節(jié)流閥和膨脹閥,其中過冷器 盤管焊接在過冷器外殼內(nèi),過冷器底部分別與節(jié)流閥和吸收段盤管相連,吸收段盤管和溶液泵相連,過冷器盤管頂部依次和膨脹閥及蒸發(fā)器盤管底部串聯(lián),蒸發(fā)器盤管頂部和過冷 器頂部相連,蒸發(fā)器盤管焊接在蒸發(fā)器外殼內(nèi)。本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比,其主要優(yōu)點(diǎn)包括(1)利用多次回?zé)徇^程,有效提高了制 冷機(jī)的性能系數(shù)。其回?zé)嵫b置有,氨氣低溫冷卻器、氨氣高溫冷卻器、回?zé)崞饕约斑^冷器,分 別回收精餾時(shí)的凝結(jié)熱、溶液顯熱、氨氣顯熱等;(2)簡化了精餾裝置,整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊, 有利于小型化生產(chǎn);(3)吸收器利用管道內(nèi)汽液的渠道流特性,使得氨氣和氨水在并聯(lián)的 細(xì)管內(nèi)流動,系統(tǒng)的吸收性能不受船舶顛簸搖晃的影響;(4)發(fā)生器利用細(xì)管內(nèi)沸騰發(fā)生, 氨水在多個(gè)并聯(lián)細(xì)管內(nèi)沸騰,發(fā)生器內(nèi)沒有焊接點(diǎn),從而可以有效提高發(fā)生器的可靠性。


      圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
      具體實(shí)施例方式下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明,本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行 實(shí)施,給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程,但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施 例。如圖1所示,本實(shí)施例包括發(fā)生器1、回?zé)崃鞒探M件2、冷卻流程組件3、過冷器4、 蒸發(fā)器5,其中其中發(fā)生器1和回?zé)崃鞒探M件2連接,回?zé)崃鞒探M件2和冷卻流程組件3 相連,冷卻流程組件3和過冷器4連接,過冷器4和蒸發(fā)器5相連。所述的發(fā)生器1包括煙氣進(jìn)口 6、煙氣出口 7、發(fā)生器外殼8、發(fā)生器盤管9,其中 煙氣進(jìn)口 6和發(fā)生器外殼8底部相連,煙氣出口 7和發(fā)生器外殼8頂部相連,發(fā)生器盤管9 焊接在發(fā)生器外殼8內(nèi)。所述的回?zé)崃鞒探M件2包括回?zé)崃鞒探M件外殼10、回?zé)岫伪P管11、氨氣高溫冷 卻段盤管12、氨氣低溫冷卻段盤管13、氨氣低溫冷卻段頂部出口 14、回?zé)岫蔚撞砍隹?15,其 中回?zé)岫蔚撞砍隹?15和回?zé)崃鞒探M件外殼10底部相連,氨氣低溫冷卻段頂部出口 14和 回?zé)崃鞒探M件外殼10頂部相連。氨氣低溫冷卻段盤管13底部和回?zé)岫伪P管11底部相連, 回?zé)岫伪P管11頂部和氨氣高溫冷卻段盤管12頂部相連。氨氣低溫冷卻段盤管13在氨氣 高溫冷卻段盤管12上部,氨氣高溫冷卻段盤管12在回?zé)岫伪P管11上部。所述的冷卻流程組件3包括冷卻流程組件外殼16、冷凝段盤管17、冷卻水出口 18、吸收段盤管19、冷卻水進(jìn)口 20,其中冷卻水進(jìn)口 20和冷卻流程組件外殼16底部相連, 吸收段盤管19焊接冷卻流程組件外殼16內(nèi),冷凝段盤管17焊接在冷卻流程組件外殼16 內(nèi)。冷凝段盤管17在吸收段盤管19上部。所述的過冷器4包括過冷器盤管21、過冷器外殼22 ;蒸發(fā)器5包括冷媒水進(jìn)口 23、蒸發(fā)器盤管24、蒸發(fā)器外殼25、冷媒水出口 26 ;泵閥包括溶液泵27、節(jié)流閥28、膨脹閥 29。其中過冷器盤管21焊接在過冷器外殼22內(nèi),過冷器4底部和節(jié)流閥28相連,并和吸 收段盤管19相連,再和溶液泵27相連,過冷器盤管21頂部和膨脹閥29相連,膨脹閥29再 和蒸發(fā)器盤管24底部相連,蒸發(fā)器盤管24頂部和過冷器4頂部相連,蒸發(fā)器盤管24焊接 在蒸發(fā)器外殼25內(nèi)。如圖1所示,本裝置具體工作方式包括以下
      1)煙氣工作流程煙氣從煙氣進(jìn)口 6進(jìn)入發(fā)生器1,從煙氣出口 7排出,煙氣加熱 發(fā)生器盤管9。2)冷卻水工作流程冷卻水從冷卻水進(jìn)口 20進(jìn)入冷卻流程組件3,從冷卻流程組 件出口 18流出,冷卻水冷卻吸收段盤管19和冷凝段盤管17。3)冷媒水工作流程冷媒水從冷媒水進(jìn)口進(jìn)入蒸發(fā)器,從冷媒水出口流出,冷媒 水在蒸發(fā)器中溫度被降低,從而輸出冷量。4)氨水及其汽液兩相流工作流程氨水在發(fā)生器盤管9中被加熱后,從發(fā)生器盤 管底部流出,進(jìn)入到回?zé)崃鞒探M件的回?zé)岫伪P管11部分,加熱回?zé)岫伪P管后,從回?zé)岫蔚?部出口 15流出,經(jīng)過節(jié)流閥28后,和過冷器4底部出來的氨氣一起進(jìn)入到吸收段盤管19頂 部,在吸收段盤管中被冷卻后,從吸收段盤管底部流出,進(jìn)入到氨氣低溫冷卻段盤管13的 頂部,在氨氣低溫冷卻段盤管中被加熱后,從氨氣低溫冷卻段盤管底部流出,進(jìn)入到回?zé)岫?盤管11底部,在回?zé)岫伪P管中被加熱后,從回?zé)岫伪P管頂部流出,進(jìn)入到氨氣高溫冷卻段 盤管12頂部,在氨氣高溫冷卻段盤管中被加熱后,從氨氣高溫冷卻段盤管底部流出,進(jìn)入 到發(fā)生器盤管9頂部,在發(fā)生器盤管中被加熱。這樣就實(shí)現(xiàn)了連續(xù)的循環(huán)運(yùn)行。5)氨蒸氣和氨液工作流程含水氨蒸汽從發(fā)生器盤管9進(jìn)入到回?zé)崃鞒探M件2 中,在氨氣高溫冷卻段盤管12處被冷卻,水蒸汽被冷凝,水的凝結(jié)熱加熱此段盤管內(nèi)氨水。 含水氨蒸汽繼續(xù)上升,在氨氣低溫冷卻段盤管13處被冷卻,水蒸汽被進(jìn)一步冷凝,水的凝 結(jié)熱加熱此段盤管內(nèi)氨水。純度為0.998的氨氣從氨氣低溫冷卻段頂部出口 14流出,進(jìn)入 到冷凝段盤管17,在冷凝段被冷凝成氨液,氨液從冷凝段盤管底部流出,進(jìn)入到過冷器盤管 21底部,在此盤管中被冷卻,再從過冷器盤管頂部流出,進(jìn)入到蒸發(fā)器盤管24底部底部,在 蒸發(fā)器中蒸發(fā)成氨氣,從蒸發(fā)器盤管頂部流出,進(jìn)入到過冷器4中,從過冷器底部流出,和 從節(jié)流閥28流出的氨水一起進(jìn)入到吸收段盤管19中,在吸收段盤管中,氨水不斷吸收氨 氣,形成富氨氨水?,F(xiàn)有技術(shù)相比,本裝置的主要優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在(1)此系統(tǒng)利用多次回?zé)徇^程,有效提 高了制冷機(jī)的性能系數(shù)。其回?zé)嵫b置有,氨氣低溫冷卻器、氨氣高溫冷卻器、回?zé)崞饕约斑^ 冷器,分別回收精餾時(shí)的凝結(jié)熱、溶液顯熱、氨氣顯熱等。當(dāng)熱水溫度140°C,冷卻水溫度 26°C,冷媒水出口溫度-10°C,此系統(tǒng)的性能系數(shù)COP為0. 5,而傳統(tǒng)系統(tǒng)的性能系數(shù)為0. 3 左右。(2)此裝置沒有精餾裝置,整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,有利于小型化生產(chǎn);(3)此裝置的吸收 器利用管道內(nèi)汽液的渠道流特性,使得氨氣和氨水在并聯(lián)的細(xì)管內(nèi)流動,系統(tǒng)的吸收性能 不受船舶顛簸搖晃的影響;(4)此裝置的發(fā)生器利用細(xì)管內(nèi)沸騰發(fā)生,氨水在多個(gè)并聯(lián)細(xì) 管內(nèi)沸騰,發(fā)生器內(nèi)沒有焊接點(diǎn),從而可以有效提高發(fā)生器的可靠性。
      權(quán)利要求
      一種船舶廢氣驅(qū)動的氨水吸收式制冷機(jī),包括發(fā)生器、回?zé)崃鞒探M件、冷卻流程組件、過冷器以及蒸發(fā)器,其中回?zé)崃鞒探M件分別與發(fā)生器和冷卻流程組件相連,冷卻流程組件和過冷器連接,過冷器和蒸發(fā)器相連,其特征在于所述的回?zé)崃鞒探M件包括回?zé)崃鞒探M件外殼、回?zé)岫伪P管、氨氣高溫冷卻段盤管、氨氣低溫冷卻段盤管、氨氣低溫冷卻段頂部出口和回?zé)岫蔚撞砍隹?,其中回?zé)岫蔚撞砍隹诤突責(zé)崃鞒探M件外殼底部相連,氨氣低溫冷卻段頂部出口和回?zé)崃鞒探M件外殼頂部相連,氨氣低溫冷卻段盤管底部和回?zé)岫伪P管底部相連,回?zé)岫伪P管頂部和氨氣高溫冷卻段盤管頂部相連,氨氣低溫冷卻段盤管在氨氣高溫冷卻段盤管上部,氨氣高溫冷卻段盤管在回?zé)岫伪P管上部。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶廢氣驅(qū)動的氨水吸收式制冷機(jī),其特征是,所述的發(fā)生 器包括煙氣進(jìn)口、煙氣出口、發(fā)生器外殼和發(fā)生器盤管,其中煙氣進(jìn)口和發(fā)生器外殼底 部相連,煙氣出口和發(fā)生器外殼頂部相連,發(fā)生器盤管焊接在發(fā)生器外殼內(nèi)。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶廢氣驅(qū)動的氨水吸收式制冷機(jī),其特征是,所述的冷卻 流程組件包括冷卻流程組件外殼、冷凝段盤管、冷卻水出口、吸收段盤管、冷卻水進(jìn)口,其 中冷卻水進(jìn)口和冷卻流程組件外殼底部相連,吸收段盤管焊接冷卻流程組件外殼內(nèi),冷凝 段盤管焊接在冷卻流程組件外殼內(nèi),冷凝段盤管在吸收段盤管上部。
      4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶廢氣驅(qū)動的氨水吸收式制冷機(jī),其特征是,所述的過冷 器包括過冷器盤管和過冷器外殼;所述的蒸發(fā)器包括冷媒水進(jìn)口、蒸發(fā)器盤管、蒸發(fā)器 外殼、冷媒水出口,泵閥包括溶液泵、節(jié)流閥和膨脹閥,其中過冷器盤管焊接在過冷器外 殼內(nèi),過冷器底部分別與節(jié)流閥和吸收段盤管相連,吸收段盤管和溶液泵相連,過冷器盤管 頂部依次和膨脹閥及蒸發(fā)器盤管底部串聯(lián),蒸發(fā)器盤管頂部和過冷器頂部相連,蒸發(fā)器盤 管焊接在蒸發(fā)器外殼內(nèi)。
      全文摘要
      一種制冷技術(shù)領(lǐng)域的船舶廢氣驅(qū)動的氨水吸收式制冷機(jī),包括發(fā)生器、回?zé)崃鞒探M件、冷卻流程組件、過冷器以及蒸發(fā)器,其中回?zé)崃鞒探M件分別與發(fā)生器和冷卻流程組件相連,冷卻流程組件和過冷器連接,過冷器和蒸發(fā)器相連。本發(fā)明簡化精餾裝置并使得整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,有利于小型化生產(chǎn);吸收器利用管道內(nèi)汽液的渠道流特性,使得氨氣和氨水在并聯(lián)的細(xì)管內(nèi)流動,系統(tǒng)的吸收性能不受船舶顛簸搖晃的影響;發(fā)生器利用細(xì)管內(nèi)沸騰發(fā)生,氨水在多個(gè)并聯(lián)細(xì)管內(nèi)沸騰,發(fā)生器內(nèi)沒有焊接點(diǎn),從而可以有效提高發(fā)生器的可靠性。
      文檔編號F25B27/02GK101915478SQ20101025239
      公開日2010年12月15日 申請日期2010年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月13日
      發(fā)明者夏再忠, 王如竹, 陸紫生 申請人:上海交通大學(xué)
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