CN102128081B - 用自身废热制冷的低噪音柴油发电机组 - Google Patents

用自身废热制冷的低噪音柴油发电机组 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用自身废热制冷的低噪音柴油发电机组，它由柴油发电机组与吸收式制冷机组成，整机组(21)的发动机排气管(2)与废热发生器(1)相连为组合体，一端经精馏器(3)至水冷冷凝器(4)(C)连接节流阀(5)经水冷蒸发器(6)(C)内与吸收器连接，一端与回热器(11)至吸收器(10)经溶液循环泵(9)串联回热器(11)与废热发生器(1)连接，水冷蒸发器(6)(D)外部经水循环泵(8)经风机盘管(7)连接水冷蒸发器(6)(D)，水冷冷凝器(4)(D)外部经水循环泵(8)与风机盘管(7)和水冷冷凝器(4)(D)连接，它集发电、制冷、采暖、热水合为一体，有效解决低噪音柴油发电机组在高温环境中不易散热、油耗上升、发电效率下降等问题。

Description

用自身废热制冷的低噪音柴油发电机组
技术领域
本发明涉及一种低噪音的发电机组，特别是涉及一种能用自身废热制冷的低噪音柴油发电机组，它采用发动机排气管废热进行转换制冷与采暖，降低整机组的温度，提高发电效益，属于制冷发电领域。
背景技术
柴油发电机组产生的噪声严重污染环境，对人们的身心健康危害极大，随着人们日常生活水平的不断提高，环保意识的日益增强，近年来市场上不断推出各种低噪音柴油发电机组，均采用橡塑海绵或环保吸音绵，经过设备特殊处理形后，成一面凸凹波浪形海绵；其内部充满细小空隙及半开孔的特殊结构，能大量吸收射入的声波能量，对声波起到衰减作用，降低室内反射声的干扰和回响，对箱体进行有效的噪音隔离处理。但是降低噪音的同时，设计者却忽视了噪音隔离对箱体不易散热问题。按照国际通用的技术要求，一般定义发电机的使用环境温度为40摄氏度，所有的设计及功率都依照这一环境温度，而对发电机而言，环境温度应该为发电机的进风温度。由于发电机是与柴油机一起工作，柴油机发热会致使整个空间内温度超过40摄氏度.实际运行时，发电机的环境温度应低于40摄氏度，倘若温度高于40摄氏度，发电机就会降低功率运行。对环境温度而言，若其低于40摄氏度，则发电机的功率可以比额定功率大，以环境温度超过40摄氏度时测试发电机的功率修正系数如下：
环境温度(摄氏度)  45℃  50℃  55℃   60℃
系数              0.97  0.94  0.91   0.88
低噪音柴油发电机组一般都放在机房内，夏季实际发电机使用时环境温度都 在高温下运行，使各摩擦表面磨损加剧，机油、燃油能耗上升，发电效率下降，对发电机组使用寿命和功率有很大影响，再加上柴油机在工作过程中，燃烧的燃油只有三分之一左右做有用功，超过的热能以高温气体方式通过排气管排到大气中，不仅造成巨大的能源浪费，还增加了温室效应，大量的废气也造成环境的污染，如何抑制柴油发电机组的噪声的同时考虑发电机组箱体内的散热问题和高温余热加以利用，乃是设计工作者急待探索解决的意义重大课。
发明内容
本发明针对以上的低噪音柴油发电机组箱体不易散热等问题，提供一种利用柴油发电机组与氨水吸收式制冷机相结合，以柴油发电机组发动机工作时排气管这部分高温余热能源驱动氨水吸收式工作制冷，将该冷气用于机组内部降温和机房降温，同时可外接其他地方制冷、采暖、供热水使用，有效解决以上在高温环境中低噪音柴油发电机组箱体内不易散热以及燃油耗上升、发电效率下降等问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在低噪音柴油发电机组箱体内与配置氨水吸收式制冷机，利用柴油发电机组发动机工作时排气管排出的高达300～500℃的废气热源，经独立配置的吸收式废热发生器替代发动机的排气管进行热能转换，驱动氨水吸收式制冷机工作，吸收式废热发生器元件所在管道的截面积是发动机排气管截面积的两倍，最大限度地降低了排气阻力和热能利用，使低噪音柴油发电机组性能和功率输出得到改善，能降低机组内部的温度。氨水制冷机组它由废热发生器、精馏器、水冷冷凝器、节流阀、水冷蒸发器、风机盘管、水循环泵、溶液循环泵、吸收器、回热器等部件组成，当发动机工作时排出的热能，加热废热发生器浓氨水溶液，分离出一定流量的冷剂蒸汽，使之进入水冷冷凝器中，冷剂蒸汽在水冷冷凝器中被冷却，并凝结成液态； 剂经过节流阀降压，进入水冷蒸发器，在水冷蒸发器内吸热蒸发，产生冷效应，冷剂由液态变为气态，再进入吸收器中；另外，从废热发生器流出的稀溶液经回热器换热节流降压后进入吸收器，吸收来自水冷蒸发器的冷剂蒸气，吸收过程产生的浓溶液由水循环泵加压，经回热器换热吸热升温后，重新进入废热发生器，如此循环制冷，在水冷冷凝器与水冷蒸发器中产生的热水和冷水经风机盘管用于整机组箱体内部降温和外接制冷、采暖和提供卫生热水。机组发电机专门设置冷水风机盘管用于机组和机房环境制冷，冷水风机盘管和回风口设置于机组发电机的正面或侧面，所述的吸收式制冷机使用的制冷剂为氨或溴化锂，节能环保。整机控制柜采用智能化控制，内部设有温度报警提示温度达到设置的一定值时自动干粉灭火器开始灭火，防止意外发生。
所述的用自身废热制冷的低噪音柴油发电机组，氨水吸收式制冷机水介质经水冷冷凝器通过水循环泵至风机盘管向外散热，水冷蒸发器经水循环泵通过风机盘管传递冷气，水冷冷凝器与水冷蒸发器为套管式结构，分别设有内外两个部分为内循环氨冷媒(C)和外循环的水介质(D)，冷水进、出口三通阀分别连接水冷冷凝器或水冷蒸发器，一端连接箱体内部风机盘管，另一端与外接备用风机盘管连接，设有注水、出水、热水连接阀门和开关，风机盘管构造为冷热两用通用型，可作为外接风口。
所述的用自身废热制冷的低噪音柴油发电机组，整机组中经橡塑海绵或环保吸音棉材料构成的隔板隔开，分为发动机和发电机两部分，吸收制冷机废热发生器、排气管、精馏器、水冷冷凝器、溶液循环泵、吸收器、回热器、风机盘管发热端置于发动机部，水冷蒸发器、风机盘管制冷端置于发电机部。风机盘管为整机组与机房环境降温使用，使工作环境更舒适，箱体在橡塑海绵或环保吸音棉隔板中设有回风口和内通风口开关，为发电机冷气进入发动机进行降温，通过发动机热风出口排出。
所述的用自身废热制冷的低噪音柴油发电机组，整机组箱体内部设有安全自动干粉灭火器，设有可调高温报警蜂鸣器和超高温自动启动安全灭火装置及机组停机保护功能，防止意外事件发生。
所述的用自身废热制冷的低噪音柴油发电机组，制冷端发电机部冷气出风口设有内外冷气切换开关，拨动内外冷气切换开关对箱体内的冷气导风板进行冷气内外合理调节，冷气导风板上下关闭处设有导风板密封槽，在箱体发动机和发电机正背面下方设有手动回风口与回风口开关或电动开关。
本发明的有益效果是，本柴油发电机组利用发动机工作时排出的高温余热废气转换作为吸收式制冷机组中发生器的驱动热源，不消自身耗燃油，实现制冷循环，达到持续对本机组箱体内部冷却和外接取暖、制冷和提供卫生热水使用的新型制冷低噪音发电装置，可对机组原无法处理的部分噪音再进行隔离处理，它集发电、制冷、采暖、热水合为一体，一机多用，机组运动部件少，夏天功率不下降，设在整机组箱体内的干粉灭火器，当温度超过一定值开始报警然后进入自动灭火，安全性能可靠，结构简单，维修方便，减少了工作中故障和事故发生，有利于发电机长期稳定运行，使废热有效得到利用，达到节能环保的目的，降低机组机房的环境温度，提供舒适的工作场所。
附图说明
以下结合附图实施例对本发明进一步说明。
图1吸收式制冷机组结构流程示意图
图2整机组与吸收式制冷机结构示意图
图3整机组结构正面控制示意图
图4整机组结构侧面示意图
图5整机组发动机(A)冷气风道结构剖面图
图1至图5中，1.废热发生器，2.排气管，3.精馏器，4.水冷冷凝器(C/D)，5.节流阀，6.水冷蒸发器(C/D)，7.风机盘管，8.水循环泵，9.溶液循环泵，10.吸收器，11.回热器，12.内通风口开关，13.排气口，14.隔板，15.进水阀，16.热出水阀，17.冷气出风口，18.控制柜，19.回风口与回风口开关，20.发动机水箱风口，21.整机组，22.内外冷气切换开关，23.干粉灭火器，24.风机盘管热风口，25.冷水进、出口三通阀，26.风机，27.冷气导风板，28.冷凝水雾化装置，29.导风板密封槽，30.步进电机。
具体实施方式
在图1和图2中，本发明整机组发动机、发电机与吸收式制冷机相连，吸收式制冷机水冷冷凝器4和水冷蒸发器6为套管式一体化构造，分为内盘管式C和水外套D两部分盘管式C内为氨或溴化锂冷媒，水外套D为冷水，整机组21发动机排气管2与废热发生器1相连为盘管式一体化结构，底部与发动机排气管出口处连接，上部一端经精馏器3至水冷冷凝器4 (C)连接节流阀5经水冷蒸发器6 (C)与吸收器连接，另一端与回热器11、吸收器10经溶液循环泵9通过回热器11返回至废热发生器1连接，水冷蒸发器6 (D)外部通过水循环泵8经风机盘管7连接水冷蒸发器6 (D)另一边，水冷冷凝器4 (D)外部经水循环泵8与风机盘管7返回水冷冷凝器4 (D)另一边连接，上端为发动机排气口13。
在图3与图4所示实施例中，整机组21经隔板14分为发动机A和发电机B两个部分，发动机A中原排气管2由本发明的废热发生器1替代，经转换热能后的过滤废气由排气口13排出，装于发动机A一端的吸收 式制冷机发热件为废热发生器1，精馏器3、水冷冷凝器4 (D)的热量经水循环泵8送至风机盘管7换热后通过风机26由风机盘管热风口24排出，发动机热量由发动机水箱风口20排出，回风口与回风口开关19为可调式发动机A和发电机B两个部分回风量的大小，整机组箱体内温度和机房室内环境温度由冷气出风口17、内通风口开关12、冷气切换开关22配合回风口与回风口开关19进行调节，干粉灭火器23装在整机21箱体内，设有可调高温报警蜂鸣器和超高温自动启动安全灭火装置，当温度超过一定值开始报警然后进入自动灭火，设置的进水阀15、热出水阀16与冷水进、出口三通阀25为外接制冷、取暖、热水连接头，发电机B内部的水冷蒸发器6 (D)通过水循环泵8冷却风机盘管7通过风机26给整机组发电机B降温和通过箱体内通风口开关12调节给发动机A降温，风机盘管7冷凝水经雾化装置28连接至水冷冷凝器4和吸收器10散热片中进行降温，同时对冷凝水无水处理，整机组21运行状况由控制柜18控制(注：控制电路为一般电工常识，这里就不用描述)。
在图5所示实施例中，整机组发动机A风机盘管冷气风道由冷气导风板27经冷气切换开关22或步进电机30箱体内外进行手动或电动调节，由导风板密封槽29上下接触对冷气封闭，在箱体发动机A和发电机B正、背面下方设有回风口与回风口开关19或自动开关，冷气出风口17专为为室内机房环境专设置的降温风口与整机组21箱体连接。
本发明所述的发动机余热废热利用，改善了上述噪音隔离对箱体不易散热和整机组各摩擦表面磨损加剧，机油、燃油能耗上升、发电效率下降、寿命、功率造成到的影响，降低了室内机房和发电机绕组温升，运行温度稳定热膨胀减少，绝缘寿命延长，长期安全可靠运行，适用于大、中、小型机组。

Claims (6)

1.一种用自身废热制冷的低噪音柴油发电机组，整机组中发动机、发电机与吸收式制冷机相连，其特征在于：发动机排气管（2）与废热发生器（1）相连为盘管式一体化结构，废热发生器的底部与发动机排气管出口处连接，废热发生器的上部一端与精馏器（3）、水冷冷凝器（4(C)）连接节流阀（5）经水冷蒸发器（6(C)）至吸收器连接，废热发生器的另一端与回热器(11)、吸收器(10)经溶液循环泵(9)通过回热器(11)返回至废热发生器(1)连接，水冷蒸发器(6(D))外部通过第一水循环泵(8)与第一风机盘管(7)连接水冷蒸发器另一边，水冷冷凝器(4(D))外部经第二水循环泵与第二风机盘管返回水冷冷凝器(4(D))另一边连接，废热发生器的上端为发动机排气口(13)，整机组经橡塑海绵或环保吸音棉材料构成的隔板隔开，分为发动机(A)和发电机(B)两部分，废热发生器、发动机排气管、精馏器、水冷冷凝器、溶液循环泵、吸收器、回热器、第二风机盘管置于发动机（A）部，水冷蒸发器、第一风机盘管置于发电机(B)部，橡塑海绵或环保吸音棉的隔板中设有回风口和内通风口开关(12)，整机组中发电机的第一风机盘管的冷气风道由冷气导风板(27)经冷气切换开关（22）或步进电机(30)进行手动或电动调节，由导风板密封槽（29）上下接触对冷气封闭。
2.根据权利要求1所述的用自身废热制冷的低噪音柴油发电机组，其特征在于：吸收式制冷机中水冷冷凝器（4）和水冷蒸发器（6）为套管式一体化构造，分为内盘管 （C）和水外套（D）两部分，内盘管（ C）内为氨或溴化锂冷媒，水外套（D）内为冷水。
3.根据权利要求1所述的用自身废热制冷的低噪音柴油发电机组，其特征在于：整机组箱体内部设有自动干粉灭火器（23），并设有可调高温报警蜂鸣器和超高温自动启动灭火装置。
4.根据权利要求1所述的用自身废热制冷的低噪音柴油发电机组，其特征在于：在整机组箱体的发动机和发动机正背面下方的位置上设有手动回风口与回风口开关（19）或电动开关。
5.根据权利要求1所述的用自身废热制冷的低噪音柴油发电机组，其特征在于：所述的第二风机盘管（7）冷凝水经雾化装置（28）连接至水冷冷凝器（4）和吸收器（10）散热片中。
6.根据权利要求1所述的用自身废热制冷的低噪音柴油发电机组，其特征在于：设有提供室内机房降温的冷气出风口（17）与整机组（21）箱体连接，由内外冷气切换开关（22）或步进电机(30)控制。
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