CN101033898A - 一种船舶发动机排气余热驱动的船用氨水吸收制冷机 - Google Patents
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Abstract
一种船舶发动机排气余热驱动的船用氨水吸收制冷机，涉及余热制冷技术领域。本发明的特征是，利用船舶发动机排气余热加热充满氨水溶液的发生器；氨气连同溶液一并进入气液分离罐，分离出的含水氨气通过分凝器被部分提纯后在冷凝器内冷凝；氨液在套管蒸发器内蒸发而产生冷量，冷氨气和未蒸发的含水氨液在盘管过冷器进一步换热，并在重力和压差的作用下进入满液鼓泡吸收器；氨气泡被来自气液分离罐并经溶液热交换器冷却的稀氨水溶液吸收，浓氨水溶液进入氨水溶液储罐，并由溶液泵将其泵入满液发生器。本发明的效果和益处是利用余热的制冷机可在倾斜、摇摆、颠簸条件下工作；具有节能、环保、运行费低的特性；特别适用于各类船舶的制冷、制冰及空调。
Description
技术领域
本发明属于余热制冷技术领域；涉及到一种由船舶发动机排气余热驱动的，可以在倾斜、摇摆、颠簸条件下运行的船用氨水吸收制冷机。
背景技术
现有氨水吸收制冷机的发生器上部设有精馏塔，浓氨水溶液从精馏塔提馏段进入，依靠重力由上而下流入发生器，发生器内存在液面；制冷机内采用降膜吸收器，这些设备倾斜、摇摆、颠簸条件下运行其工作性能急剧恶化，导致现有氨水吸收制冷机不能在倾斜、摇摆、颠簸条件下运行。
发明内容
本发明的目的是提供一种由船舶发动机排气余热驱动的船用氨水吸收制冷机。本发明是要解决可以在倾斜、摇摆、颠簸条件下运行的由船舶发动机排气余热驱动的船用氨水吸收制冷机，为船舶提供制冷和空调的冷量需求，节约能源，保护环境，降低船舶制冷和空调运行费用。
本发明的技术解决方案是：取消精馏器，单独设置一个上部带分凝器，下部可以储存一定容积稀氨水的气液分离罐；采用满液发生器，浓氨水溶液从发生器下部均匀进入发生器，由船舶发动机排气余热加热氨水溶液所产生的氨气泡连同稀氨水溶液一起流出发生器，在气液分离罐内进行分离；含水氨气经过由冷浓氨水溶液冷却的分凝器后被部分提纯并从气液分离罐顶部流出，在冷凝器内冷凝成含水氨液；采用设置在满液鼓泡吸收器上方的多芯套管蒸发器和与其直接相连的盘管过冷器，含水氨液由上而下流经套管式蒸发器内的蒸发管部分蒸发；从套管式蒸发器出来的氨气及未能气化的氨水溶液经盘管过冷器进一步换热后，进入满液鼓泡吸收器下部的鼓泡管产生气泡，同时来自气液分离罐并经溶液热交换器冷却后的稀氨水溶液也从满液鼓泡吸收器下部的布液管进入；氨气泡在满液鼓泡吸收器内被稀氨水溶液吸收，浓氨水溶液从满液鼓泡吸收器上部出液口流入带浮球液位控制器的浓氨水溶液储罐；与浮球和转阀相连的连杆将浮球上下浮动变成旋阀的左右转动使转阀的流通面积发生变化，来调节进入满液鼓泡吸收器的稀氨水溶液流量；溶液储罐内的浓氨水溶液通过氨水泵加压并经溶液热交换器后再次进入满液发生器；满液发生器和吸收器内充满液体或气液混合物，可以在倾斜、摇摆、颠簸等状况下正常工作；由于取消精馏器并采用满液发生器和吸收器，为此设置带分凝器的气液分离罐和置于吸收器上防弹多芯套管蒸发器；气液分离罐可以容纳制冷机工作时因在满液发生器和吸收器的溶液中有氨气泡所排挤出的氨水溶液，设置分凝器可以部分提纯含水氨气，置于吸收器上方的多芯套管蒸发器可以使含水氨液在重力和压差作用下自上而下流动，并使未能蒸发的含水氨液自动流入下方的吸收器。
本发明的效果和益处是：改进后的船用氨水吸收制冷机可以用来回收利用船舶发动机排气余热进行制冷，并能在倾斜、摇摆、颠簸状态下正常工作，用以替代压缩制冷机组，节约燃油，降低费用；本项发明特别适用于各种船舶余热制冷、制冰、空调系统。
附图说明
图1是由船舶发动机排气余热驱动的船用氨水吸收制冷机工作循环流程；图中虚线表示气液混合物或氨蒸气流，实线表示氨液或冷却水流，单点划线表示稀氨水溶液流，双点划线表示浓氨水流，箭头所指方向为流动方向。
图2是满液式发生器结构横剖面图。
图3是气液分离罐结构图。
图4是满液式鼓泡吸收器和带浮球液位控制器的浓氨水溶液储罐横剖面图。
图5是多芯套管蒸发器和氨液过冷器组件侧视图。
图中，1满液式发生器，2溶液热交换器，3满液式鼓泡吸收器，4氨液过冷器，5多芯套管蒸发器，6稀氨水流量调节阀，7浮球液位传感变送器，8浓氨水溶液罐，9电磁阀，10液位开关，11溶液泵，12氨液罐，13冷凝器，14气液分离罐；1-1烟气管，1-2气液混合物流出孔，1-3集箱；1-4出口管，1-5分布管，1-6进口管，1-7排液管，1-8筒体；14-1进口管，14-2气液分离孔板，14-3丝网填料，14-4分凝盘管，14-5出口管，14-6稀溶液出口管，14-7罐体；3-1氨气进口管，3-2鼓泡管，3-3进液管，3-4布液管，3-5冷却管，3-6出口孔，3-7集箱，3-8出口管，3-9吸收器筒体；6-1阀芯，6-2阀体；7-1连杆，7-2浮球；4-1氨气出口管，4-2热氨液入口管，4-3冷氨液出口管；5-1载冷剂入口管，5-2集箱，5-3多芯套管，5-4载冷剂出口管。
具体实施方式
下面结合技术方案和附图，详细叙述本发明的具体实施例。
附图1是一种船舶发动机排气余热驱动的船用氨水吸收制冷机工作循环流程，附图2是满液式发生器结构横剖面图，附图3是气液分离罐结构图，附图4是满液式鼓泡吸收器和带浮球液位控制器的浓氨水溶液储罐横剖面图，附图5是多芯套管蒸发器和氨液过冷器组件侧视图。
船舶发动机排气余热驱动的船用氨水吸收制冷机工作过程为：发动机排气流股1a、1b通过满液发生器1(附图2)中的烟气管1-1将热量传递给烟气管外的氨水溶液，产生的氨气泡和氨水溶液通过在发生器筒体1-8两端按一定角度排列的气液混合物流出孔1-2进入集箱1-3并经出口管1-4流出发生器，进入气液分离罐14(附图3)中的进口管14-1；在重力的作用下，氨水溶液进入分离罐的下部，并经稀溶液出口管14-6流出气液分离罐14；含水氨气经气液分离孔板14-2流过丝网填料14-3和分凝盘管14-4被部分提纯后从氨气出口管14-5离开气液分离罐14；气液分离罐14有一定的容积，以容纳制冷机组工作时在满液发生器1和满液鼓泡吸收器3中被排挤出的氨水溶液；含水氨气在冷凝器13内冷凝成含水氨液并进入氨液罐12，冷凝热量被冷却水流股13a、13b带走；当氨液罐内氨液积聚到一定量时，氨液位开关10发出信号控制氨液管路电磁阀开启，含水氨液通过氨液盘管过冷器4降温，并经冷氨液出口管4-3和氨液分配器分流，进入设置在吸收器上方的多芯套管蒸发器5(附图5)；在多芯套管蒸发器5内含水氨液由上而下蒸发，蒸发产生的冷量被由下而上流动的载冷剂流股5a、5b带走；冷氨气与未能蒸发的含水氨液进入氨液盘管过冷器4进一步蒸发并提升温度；从氨液盘管过冷器4出来的氨气和氨水溶液通过管路进入满液鼓泡吸收器3(附图4)中的进口管3-1，并通过鼓泡管3-2在氨水溶液中产生均匀的氨气泡；来自气液分离罐14经溶液热交换器2降温后的稀氨水溶液通过进液管3-3和布液管3-4在满液鼓泡吸收器3的下部进入，吸收氨气泡；在满液鼓泡吸收器3内氨气泡和氨水溶液自下而上流动，流动过程氨气泡不断地被氨水溶液吸收，吸收所产生的热量通过冷却管3-5被自上而下的冷却水流股3a、3b带走；吸收氨气的浓氨水溶液通过在吸收器筒体3-8两端按一定角度排列的出口孔3-6进入集箱3-7，最终通过出口管3-8进入带浮球液位控制器的浓氨水溶液储8(附图4)；浓氨水溶液储8内氨水溶液液位变化导致浮球7-2上下浮动，通过浮球与稀氨水流量调节阀6中的阀芯6-2相连的连杆，将浮球上下浮动的信号放大并变成阀芯6-2左右旋转，使阀芯6-2中的孔与阀体6-1之间的孔产生错位，改变流通面积；根据两孔之间错位的大小来改变进入满液鼓泡吸收器的稀氨水溶液流量；浓氨水溶液罐8内的氨水溶液通过管路与溶液泵11相连，浓氨水溶液经溶液泵11加压后流过气液分离罐14上部的分凝盘管14-4，吸收盘管外含水氨气的部分热量，起到对含水氨气部分提纯的作用；从分凝盘管14-4出来的浓氨水溶液通过溶液热交换器2再次升温后进入满液发生器再次被烟气加热，产生氨气，这样完成一个工作循环。
Claims (6)
1.一种船舶发动机排气余热驱动的船用氨水吸收制冷机，其特征在于：利用船舶发动机排气余热加热充满氨水溶液的发生器，在发生器内产生的氨气连同稀氨水溶液一并进入一个单独设置的气液分离罐，进行气液分离；分离出的氨气经设置在气液分离罐上部由冷氨水溶液冷却的分凝器后，在冷凝器内冷凝成氨液；氨液经盘管过冷器冷却后进入设置在满液鼓泡吸收器上方的多芯套管蒸发器，由上而下流经多芯套管蒸发器；从多芯套管蒸发器出来的冷氨气及未能蒸发的含水氨液流经盘管过冷器作进一步换热后，进入设置在满液鼓泡吸收器下部的鼓泡管产生氨气泡；同时来自气液分离罐并经溶液热交换器冷却后的稀氨水溶液也从满液鼓泡吸收器下部的布液管进入吸收器；氨气泡在满液鼓泡吸收器内被稀氨水溶液吸收，浓氨水溶液从吸收器上部出液口流入带浮球液位控制器的浓氨水溶液储罐；通过氨水溶液储罐内液位变化带动浮球上下浮动，与浮球和旋阀相连的连杆将浮球上下浮动变成旋阀的左右转动来调节进入满液鼓泡吸收器的稀氨水溶液流量；氨水泵将溶液储罐内的浓氨水溶液加压，经溶液热交换器后泵入满液发生器。
2.根据权利要求1所述的一种船舶发动机排气余热驱动的船用氨水吸收制冷机，其特征在于：采用满液发生器，浓氨水溶液从发生器下部布液管进入，烟气流经设在发生器筒体内的烟管将热量传给管外的氨水溶液产生氨气泡，氨气泡连同稀氨水溶液通过发生器上部两侧出口流出。
3.根据权利要求1所述的一种船舶发动机排气余热驱动的船用氨水吸收制冷机，其特征在于：设置一个独立的气液分离罐，上部设有气液分离孔板、丝网填料和由冷氨水浓溶液冷却的分凝器，下部为氨水溶液膨胀容器，用来接纳制冷机工作时因产生的氨气泡需要占据满液发生器和满液鼓泡吸收器部分容积所排挤出的氨水溶液，来自满液发生器的气液混合物在分离罐内被分离成含水氨气和稀氨水溶液，含水氨气流经气液分离孔板、丝网填料和分凝器后从分离罐顶部流出，稀氨水溶液从分离罐下部流出。
4.根据权利要求1所述的一种船舶发动机排气余热驱动的船用氨水吸收制冷机，其特征在于：采用设置在满液鼓泡吸收器上方的多芯套管蒸发器和氨液过冷器，含水氨液由上而下流经多芯套管蒸发器部分气化，冷氨气与未能气化的含水氨液流经氨液过冷器作进一步换热后，由重力和压差作用自动流入满液鼓泡吸收器。
5.根据权利要求1所述的一种船舶发动机排气余热驱动的船用氨水吸收制冷机，其特征在于：采用满液鼓泡吸收器，吸收器下部设有布液管和鼓泡管，鼓泡管以上布置冷却管，氨水溶液充满吸收器内部空间，经过冷却的稀氨水溶液从布液管进入，氨气则通过鼓泡管形成氨气泡均匀分布，氨气泡在浮升过程中被周围的氨水溶液吸收，吸收热量传给冷却管，浓氨水溶液通过吸收器上部两侧出口流出。
6.根据权利要求1所述的一种船舶发动机排气余热驱动的船用氨水吸收制冷机，其特征在于：单独设置一个与吸收器溶液出口平行并设有浮球液位控制器的浓氨水溶液罐，从吸收器流出的浓氨水溶液进入浓氨水溶液罐，罐内液位变化带动浮球上下浮动，与浮球和旋阀相连的连杆将浮球上下浮动变成旋阀的转动使阀孔的流通面积发生变化，调节进入满液鼓泡吸收器的稀氨水溶液流量，浓氨水溶液罐出口由管路与溶液泵相连。
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