一種吸收余熱輔助制冷的船舶冷庫系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種吸收余熱輔助制冷的船舶冷庫系統(tǒng)，它解決余熱浪費且不滿足制冷深度的問題。一種吸收余熱輔助制冷的船舶冷庫系統(tǒng)，包括壓縮制冷回路與蒸發(fā)制冷回路，還包括柴油機，壓縮制冷回路上順次串接低壓壓縮機、高壓壓縮機、氟冷凝器、中間冷卻器，而后并聯(lián)低溫制冷器與高溫制冷器，再回連至低壓壓縮機，氟冷凝器與中間冷卻器之間的連通主路上分支出連通支路，連通支路上串接電磁閥與第一膨脹閥，蒸發(fā)制冷回路上順次串接蒸汽發(fā)生器、精餾器、氨冷凝器、第二膨脹閥、中間冷卻器、吸收器、溶液熱交換器，再回連至蒸汽發(fā)生器，柴油機通過供熱接設(shè)有水箱，水箱連通蒸汽發(fā)生器的換熱管。本發(fā)明減少能耗，提高燃料利用率，加深制冷深度。
【專利說明】一種吸收余熱輔助制冷的船舶冷庫系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種吸收余熱輔助制冷的船舶冷庫系統(tǒng)，屬于制冷設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代船舶在航行過程中，柴油主機是船舶消耗能源的主要設(shè)備，其耗能占據(jù)了整個船舶總耗能的70%-90%。但主機熱效能低下，不到50%。其他熱量是通過排氣、冷卻和散熱等途徑排放至大氣或海洋環(huán)境中，不僅浪費能源還污染環(huán)境。廢棄溫度為260°C?400°C，缸套冷卻水的出口溫度在70°C?90°C。
[0003]目前船舶空調(diào)裝置主要以蒸汽壓縮式制冷為主，對空氣處理靠制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器對空氣進行冷凝除濕和降溫，這種除濕盒冷卻耦合空氣處理方式缺點是制冷系統(tǒng)蒸發(fā)溫度過低，而我們知道蒸發(fā)溫度越低制冷系統(tǒng)能效也越低，而船舶所用電能全部來自柴油發(fā)電機組，因此必定帶來加重船舶荷載額外負擔(dān)。蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)所用含有氯元素的制冷劑R22和大量的燃油碳排放溫室氣體會破壞生態(tài)環(huán)境。
[0004]由于我國近海漁業(yè)資源的急劇衰退以及與周邊國家漁業(yè)協(xié)定的正式簽署并實施，我國海洋漁業(yè)的作業(yè)空間越來與小，我國漁業(yè)經(jīng)濟除了發(fā)展近海養(yǎng)殖外，還必須參與發(fā)展遠洋捕撈，金槍魚是發(fā)展遠洋捕撈的首選魚種，但是金槍魚的特殊品質(zhì)要求金槍魚貯藏、力口工必須保證-50°C至-60°C的低溫環(huán)境。而冷凝溫度卻在40°C，為此現(xiàn)在金槍漁船配備有單機雙級壓縮機。目前金槍魚遠洋漁業(yè)作業(yè)船用低溫冷藏、冷凍制冷系統(tǒng)一般采用活塞式單機雙級機組，采用R22作制冷劑。制冷裝置采用R22作制冷劑，系統(tǒng)運行效率不高。遠洋漁船為冷庫穩(wěn)定運行，專門配有柴油發(fā)電機組，其排氣及氣缸冷卻余熱很大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種能夠利用柴油機余熱輔助制冷，以氨-水吸收式機組代替進行冷卻，提高燃油利用效率的吸收余熱輔助制冷的船舶冷庫系統(tǒng)。
[0006]為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種吸收余熱輔助制冷的船舶冷庫系統(tǒng)，包括壓縮制冷回路與蒸發(fā)制冷回路，還包括柴油機，所述壓縮制冷回路上順次串接低壓壓縮機、高壓壓縮機、氟冷凝器、中間冷卻器，而后并聯(lián)低溫制冷器與高溫制冷器，再回連至低壓壓縮機；所述氟冷凝器與中間冷卻器之間的連通主路上分支出連通支路，連通支路上串接電磁閥與第一膨脹閥；所述蒸發(fā)制冷回路上順次串接蒸汽發(fā)生器、精餾器、氨冷凝器、第二膨脹閥、中間冷卻器、吸收器、溶液熱交換器，再回連至蒸汽發(fā)生器；所述柴油機通過供熱接設(shè)有水箱，水箱連通蒸汽發(fā)生器的換熱管。
[0007]—種吸收余熱輔助制冷的船舶冷庫系統(tǒng)中，低溫制冷器放置于低溫冷庫中，高溫制冷器放置于高溫冷庫中。本裝置具有三種運行方式，第一種是常規(guī)運行，僅運行壓縮制冷回路，且壓縮制冷回路進行過冷運作實現(xiàn)冷卻作用；在第一種運行方式時，流過低壓壓縮機、高壓壓縮機的制冷劑流量是不同的，流過高壓壓縮機要多于低壓壓縮機的流量，而真正用于制冷的只有流過低壓壓縮機的流量，高壓壓縮機多出來的流量在中間冷卻器中用于冷卻兩個分支中的另一分支制冷劑，使其過冷。由此一方面增加制冷器中單位質(zhì)量的制冷能力，另一方面用于冷卻低壓壓縮機排氣，降低高壓壓縮機的能耗。第二種為壓縮制冷回路與蒸發(fā)制冷回路均運行，但壓縮制冷回路不進行過冷運作；第二種運行方式時，低壓壓縮機與高壓壓縮機流過的制冷劑質(zhì)量是相同的。用氨吸收制冷產(chǎn)生冷量代替常規(guī)運行方式，通過在中間冷卻器分流膨脹蒸發(fā)制冷方法，從柴油機發(fā)電機組余熱來說，完全能夠滿足，由此可以使冷庫內(nèi)制冷器的制冷劑過冷度更大，因而提高了制冷劑單位質(zhì)量的制冷量，同樣制冷器可以提高蒸發(fā)溫度，進一步提高制冷性能系數(shù)，也可以減少壓縮機容量。第三種為壓縮制冷回路與蒸發(fā)制冷回路均運行，且壓縮制冷回路進行過冷運作；第三種運行方式時，主要用于在吸收方式產(chǎn)生冷量不夠時，補充一部分從冷凝器出來的制冷劑蒸發(fā)冷卻加大過冷量，用于提聞循環(huán)效率。
[0008]所述的低溫制冷器的并聯(lián)路線上串接第三膨脹閥，高溫制冷器的并聯(lián)路線上串接有第四膨脹閥。
[0009]所述的低溫制冷器與高溫制冷器之間連接壓力平衡閥。[0010]所述的蒸汽發(fā)生器與精餾器之間具有正向流路與回向流路，正向流路為蒸汽發(fā)生器流至精餾器，回向流路為精餾器流至蒸汽發(fā)生器。
[0011]所述的吸收器與溶液熱交換器之間具有正向流路與回向流路，正向流路為吸收器流至溶液熱交換器，回向流路為溶液熱交換器流至吸收器，正向流路上串接溶液泵。
[0012]所述的溶液熱交換器與蒸汽發(fā)生器之間具有正向流路與回向流路，正向流路為溶液熱交換器流至蒸汽發(fā)生器，回向流路為蒸汽發(fā)生器流至溶液熱交換器。
[0013]所述的氟冷凝器具有換熱管，換熱管內(nèi)流通海水，采用海水進行換熱制冷工程，由此減省壓縮機與制冷劑的應(yīng)用，具有環(huán)保節(jié)能、取材方便、減省成本與重量的特點。
[0014]所述的柴油機由發(fā)電機驅(qū)動連接，低壓壓縮機由第一電機驅(qū)動連接，高壓壓縮機由第二電機驅(qū)動連接，且發(fā)電機、第一電機及第二電機由電纜形成電路連接。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本吸收余熱輔助制冷的船舶冷庫系統(tǒng)在設(shè)置壓縮制冷系統(tǒng)制冷配合的前提下，利用柴油發(fā)電機組所產(chǎn)生的余熱蒸發(fā)氨-水，以使氨-水吸收式機組替代或輔助制冷，由此改變了柴油發(fā)電機組能量的利用方式。優(yōu)化了制冷效率與制冷程度，實現(xiàn)減省壓縮制冷的耗能，進一步配備壓縮機減少；提高燃油利用率，使?jié)O船攜帶燃油減少，同步減小船舶柴油發(fā)電機組的容量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是一種吸收余熱輔助制冷的船舶冷庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中:1、低壓壓縮機 2、高壓壓縮機 3、氟冷凝器 4、電磁閥5、第一膨脹閥 6、中間冷卻器 7、第三膨脹閥 8、低溫制冷器 9、第四膨脹閥10、高溫制冷器 11、壓力平衡閥 12、柴油機 13、水箱 14、蒸汽發(fā)生器15、精餾器16、氨冷凝器 17、第二膨脹閥 18、吸收器 19、溶液泵 20、溶液熱交換器21、發(fā)電機 22、第一電機 23、第二電機?！揪唧w實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0019]一種吸收余熱輔助制冷的船舶冷庫系統(tǒng)，包括壓縮制冷回路與蒸發(fā)制冷回路，還包括柴油機12。所述壓縮制冷回路上順次串接低壓壓縮機1、高壓壓縮機2、氟冷凝器3、中間冷卻器6，而后并聯(lián)低溫制冷器8與高溫制冷器10，再回連至低壓壓縮機I ;其中低溫制冷器8放置于低溫冷庫中，高溫制冷器10放置于高溫冷庫中。
[0020]所述氟冷凝器3與中間冷卻器6之間的連通主路上分支出連通支路，該連通支路上串接電磁閥4與第一膨脹閥5。低溫制冷器8的并聯(lián)路線上串接第三膨脹閥7，高溫制冷器10的并聯(lián)路線上串接有第四膨脹閥9。且低溫制冷器8與高溫制冷器10之間連接壓力平衡閥11。
[0021]所述氟冷凝器3具有換熱管，且換熱管內(nèi)流通海水，采用海水進行換熱制冷工程，由此減省壓縮機與制冷劑的應(yīng)用，具有環(huán)保節(jié)能、取材方便、減省成本與重量的特點。
[0022]所述蒸發(fā)制冷回路上順次串接蒸汽發(fā)生器14、精餾器15、氨冷凝器16、第二膨脹閥17、中間冷卻器6、吸收器18、溶液熱交換器20，再回連至蒸汽發(fā)生器14。柴油機12通過供熱接設(shè)有水箱13，水箱13連通蒸汽發(fā)生器14的換熱管。
[0023]所述蒸汽發(fā)生器14與精餾器15之間具有正向流路與回向流路，正向流路為蒸汽發(fā)生器14流至精餾器15，回向流路為精餾器15流至蒸汽發(fā)生器14。
[0024]所述吸收器18與溶液熱交換器20之間具有正向流路與回向流路，正向流路為吸收器18流至溶液熱交換器20，回向流路為溶液熱交換器20流至吸收器18，其中正向流路上串接溶液泵19。
[0025]所述溶液熱交換器20與蒸汽發(fā)生器14之間具有正向流路與回向流路，正向流路為溶液熱交換器20流至蒸汽發(fā)生器14，回向流路為蒸汽發(fā)生器14流至溶液熱交換器20。
[0026]所述氨冷凝器16具有換熱管，且換熱管內(nèi)流通海水；吸收器18具有換熱管，且換熱管內(nèi)流通海水。采用海水進行換熱制冷工程，由此減省壓縮機與制冷劑的應(yīng)用，具有環(huán)保節(jié)能、取材方便、減省成本與重量的特點。
[0027]所述柴油機12由發(fā)電機21驅(qū)動連接，低壓壓縮機I由第一電機22驅(qū)動連接，高壓壓縮機2由第二電機23驅(qū)動連接，且發(fā)電機21、第一電機22及第二電機23由電纜形成電路連接。
[0028]本發(fā)明的使用方法:本吸收余熱輔助制冷的船舶冷庫系統(tǒng)具有三種運行方式，第一種是常規(guī)運行，僅運行壓縮制冷回路，且壓縮制冷回路進行過冷運作；即吸收式氨制冷系統(tǒng)處于不工作狀態(tài)，只有低壓壓縮機I與高壓壓縮機2工作的雙級壓縮制冷狀態(tài)，為高低溫冷庫提供冷量。這時電磁閥4是通路狀態(tài)，高壓壓縮機2將制冷劑壓入氟冷凝器3，由此制冷劑變?yōu)轱柡鸵簯B(tài)，隨后制冷劑在中間冷卻器6前分為兩支，一支流入中間冷卻器6的換熱盤管中，另一支經(jīng)過電磁閥4及第一膨脹閥5，在中間冷卻器6內(nèi)蒸發(fā)，從而對換熱盤管中的制冷劑進行飽和使其過冷，過冷后的制冷劑分路通過第三膨脹閥7、第四膨脹閥9，進而分兩支流入高溫制冷器10、低溫制冷器8，以實現(xiàn)高、低溫冷庫的制冷操作。
[0029]在第一種運行方式時，流過低壓壓縮機1、高壓壓縮機2的制冷劑流量是不同的，流過高壓壓縮機2要多于低壓壓縮機I的流量，而真正用于制冷的只有流過低壓壓縮機I的流量，高壓壓縮機2多出來的流量在中間冷卻器6中用于冷卻兩個分支中的另一分支制冷劑，使其過冷。由此一方面增加制冷器中單位質(zhì)量的制冷能力，另一方面用于冷卻低壓壓縮機I排氣，降低高壓壓縮機2的能耗。
[0030]第二種為壓縮制冷回路與蒸發(fā)制冷回路均運行，但壓縮制冷回路不進行過冷運作。吸收式氨制冷系統(tǒng)和常規(guī)兩級壓縮系統(tǒng)均投入工作狀態(tài)，但這時電磁閥4處于關(guān)閉狀態(tài)。依靠柴油機12和主機氣缸冷卻水及排氣余熱加熱水箱13中的水，使其升溫至80°C?900C。熱水在蒸汽發(fā)生器14內(nèi)加熱稀氨-水溶液，使得氨從水溶液中蒸發(fā)，而后經(jīng)過精餾器15將氨從水蒸汽中分離，再經(jīng)過氨冷凝器16冷卻為液氨，然后經(jīng)過第二膨脹閥17節(jié)流作用，在中間冷卻器6中蒸發(fā)，用于飽和換熱盤管中的制冷劑，使其大溫差過冷以增加供冷量，過冷后的制冷劑分路通過第三膨脹閥7、第四膨脹閥9，進而分兩支流入高溫制冷器10、低溫制冷器8，以實現(xiàn)高、低溫冷庫的制冷操作。另一方面氨在蒸發(fā)氣化后流入吸收器18中再次被水吸收，且其溶解熱被海水帶走，氨-水溶液被溶液泵19泵回蒸汽發(fā)生器14，其間經(jīng)過溶液熱交換器20，被從蒸汽發(fā)生器14來的熱水加熱。
[0031]第二種運行方式時，低壓壓縮機I與高壓壓縮機2流過的制冷劑質(zhì)量是相同的。用氨吸收制冷產(chǎn)生冷量代替常規(guī)運行方式，通過在中間冷卻器6分流膨脹蒸發(fā)制冷方法，從柴油機12發(fā)電機21組余熱來說，完全能夠滿足，由此可以使冷庫內(nèi)制冷器的制冷劑過冷度更大，因而提高了制冷劑單位質(zhì)量的制冷量，同樣制冷器可以提高蒸發(fā)溫度，進一步提高制冷性能系數(shù)，也可以減少壓縮機容量。
[0032]第三種為壓縮制冷回路與蒸發(fā)制冷回路均運行，且壓縮制冷回路進行過冷運作。即吸收式氨制冷系統(tǒng)和常規(guī)兩級壓縮系統(tǒng)均投入工作狀態(tài)，這時電磁閥4是開通狀態(tài)。結(jié)合前兩種運作過程，且吸收式氨制冷系統(tǒng)所產(chǎn)生的冷量用于使進入制冷器的制冷劑處于深度過冷狀態(tài)，以提高制冷系統(tǒng)能效。
[0033]第三種運行方式時，主要用于在吸收方式產(chǎn)生冷量不夠時，補充一部分從冷凝器出來的制冷劑蒸發(fā)冷卻加大過冷量，用于提高循環(huán)效率。
[0034]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
[0035]盡管本文較多地使用了低壓壓縮機1、高壓壓縮機2、氟冷凝器3、電磁閥4、第一膨脹閥5、中間冷卻器6、第三膨脹閥7、低溫制冷器8、第四膨脹閥9、高溫制冷器10、壓力平衡閥11、柴油機12、水箱13、蒸汽發(fā)生器14、精餾器15、氨冷凝器16、第二膨脹閥17、吸收器18、溶液泵19、溶液熱交換器20、發(fā)電機21、第一電機22、第二電機23等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
【權(quán)利要求】
1.一種吸收余熱輔助制冷的船舶冷庫系統(tǒng)，包括壓縮制冷回路與蒸發(fā)制冷回路，還包括柴油機12，其特征在于:所述壓縮制冷回路上順次串接低壓壓縮機1、高壓壓縮機2、氟冷凝器3、中間冷卻器6，而后并聯(lián)低溫制冷器8與高溫制冷器10，再回連至低壓壓縮機I ;氟冷凝器3與中間冷卻器6之間的連通主路上分支出連通支路，連通支路上串接電磁閥4與第一膨脹閥5，蒸發(fā)制冷回路上順次串接蒸汽發(fā)生器14、精餾器15、氨冷凝器16、第二膨脹閥17、中間冷卻器6、吸收器18、溶液熱交換器20，再回連至蒸汽發(fā)生器14 ;柴油機12通過供熱接設(shè)有水箱13，水箱13連通蒸汽發(fā)生器14的換熱管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種吸收余熱輔助制冷的船舶冷庫系統(tǒng)，其特征在于:所述的低溫制冷器8的并聯(lián)路線上串接第三膨脹閥7，高溫制冷器10的并聯(lián)路線上串接有第四膨脹閥9。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種吸收余熱輔助制冷的船舶冷庫系統(tǒng)，其特征在于:所述的低溫制冷器8與高溫制冷器10之間連接壓力平衡閥11。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種吸收余熱輔助制冷的船舶冷庫系統(tǒng)，其特征在于:所述的蒸汽發(fā)生器14與精餾器15之間具有正向流路與回向流路，正向流路為蒸汽發(fā)生器14流至精餾器15，所述回向流路為精餾器15流至蒸汽發(fā)生器14。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種吸收余熱輔助制冷的船舶冷庫系統(tǒng)，其特征在于:所述的吸收器18與溶液熱交換器20之間具有正向流路與回向流路，正向流路為吸收器18流至溶液熱交換器20，回向流路為溶液熱交換器20流至吸收器18，正向流路上串接溶液泵19。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種吸收余熱輔助制冷的船舶冷庫系統(tǒng)，其特征在于:所述的溶液熱交換器20與蒸汽發(fā)生器14之間具有正向流路與回向流路，正向流路為溶液熱交換器20流至蒸汽發(fā)生器14，回向流路為蒸汽發(fā)生器14流至溶液熱交換器20。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的一種吸收余熱輔助制冷的船舶冷庫系統(tǒng)，其特征在于:所述的氟冷凝器3具有換熱管，換熱管內(nèi)流通海水。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的一種吸收余熱輔助制冷的船舶冷庫系統(tǒng)，其特征在于:所述的氨冷凝器16具有換熱管，換熱管內(nèi)流通海水；所述吸收器18具有換熱管，換熱管內(nèi)流通海水。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的一種吸收余熱輔助制冷的船舶冷庫系統(tǒng)，其特征在于:所述的柴油機12由發(fā)電機21驅(qū)動連接，低壓壓縮機I由第一電22機驅(qū)動連接，高壓壓縮機2由第二電機23驅(qū)動連接，且發(fā)電機21、第一電機22及第二電機23由電纜形成電路連接。
【文檔編號】F25B27/02GK103884130SQ201410139876
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月9日
【發(fā)明者】許光映 申請人:浙江海洋學(xué)院