CN103868277A - 渔船余热吸收制冷协调双级压缩制冷冷库装置 - Google Patents

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Abstract

渔船余热吸收制冷协调双级压缩制冷冷库装置，属于船舶机械制冷领域，包括柴油机、水箱、发电机、制冷装置、余热吸收制冷协调装置，制冷装置包括第一增发器、第二增发器、低压压缩机、中间冷却器、高压压缩机、冷凝器，冷凝器出液端形成第一分支和第二分支，第一分支上设有第一电磁阀、第二膨胀阀，第二膨胀阀与中间冷却器相连，中间冷却器一端与高压压缩机管路相连，第二分支经管路连通中间冷却器后与第一增发器和第二增发器相连；利用柴油机发电之后的余热，通过蒸汽发生器、精馏器、海水冷却组件等实现纯氨到氨水溶液之间的相互转换实现制冷，提高氟利昂冷却装置的制冷效果；大大提高柴油机的能源利用率，同时也大大增加渔船制冷效果。

Description

渔船余热吸收制冷协调双级压缩制冷冷库装置
技术领域
本发明涉及渔船余热吸收制冷协调双级压缩制冷冷库装置，属于船舶机械制冷技术领域。
背景技术
随着科技的发展，我国的捕鱼业越来越发达，尤其是海洋捕捞，为我们提供了丰富的海产品，渔船在海上捕鱼时，经常是临近夏季，机舱内相当的炎热，捕得的海产品需要及时冷冻。渔船除了利用带冰对鱼类进行保鲜以外，也可以通过制冷机进行制冷保鲜。通常的压缩式制冷机需要耗费渔船大量的电能，小型渔船的柴油机难以满足其制冷耗费的电能。另外，由于压缩式制冷目前采用R12或R22制冷剂，具有ODP和GWP 较大的情况，根据蒙特利尔协议已被禁用。
渔船的柴油机运行时，通常柴油机只能将燃料全部能量的30%—40% 转化为有用的机械能，其余60%—70%都是以热量的形式排放掉，其主要排放形式有冷却水、废气、辐射（通常以废气形式排放的热量可以达到35%—40%，排放温度为400—450℃）。为了防止凝结以及烟气中的腐蚀性作用，考虑到烟气的最终排放温度的限制，通常将最终排烟温度定为200℃左右，则可以回收大约一半的烟气余热，这部分余热作为吸附制冷的热源较为合适。同时可以采用海水作为冷却水，利用渔船柴油机的余热，当柴油机开动时，排烟温度达到吸附温度后就可以启动制冷系统，基本可满足捕捞鱼产品的冷冻保鲜要求。
利用发动机尾气作为动力，国内外许多研究人员对此进行研究，但都不尽完美。
经过对现有技术的检索发现，中国专利ZL200820057333.8，公开了一种相变蓄能式渔船尾气制冷系统，主要由渔船尾气制冷机、蓄冷器以及冷风机组成；所述渔船尾气制冷机将降温后的载冷剂一路通过电磁阀I 和电动调节阀I 与蓄冷器相联结，另一路通过电磁阀I 和电动调节阀III与鱼仓中的冷风机相联结。但该技术运用单一的吸附（吸收）式制冷系统且结构复杂能效较低。
发明内容
本发明的目的是提供渔船余热吸收制冷协调双级压缩制冷冷库装置。
本发明所要解决的技术问题是：提供一种充分利用柴油机的能量来给渔船制冷便于储存海产品的渔船余热吸收制冷协调双级压缩制冷冷库装置。
为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：
渔船余热吸收制冷协调双级压缩制冷冷库装置，包括柴油机、水箱、发电机、制冷装置，还包括余热吸收制冷协调装置，所述的制冷装置包括第一增发器、第二增发器、低压压缩机、中间冷却器、高压压缩机、冷凝器；所述高压压缩机与冷凝器相连，冷凝器出液端形成第一分支和第二分支，第一分支上设有第一电磁阀、第二膨胀阀，第二膨胀阀经管路与中间冷却器相连，中间冷却器一端与高压压缩机管路相连，第二分支经管路连通中间冷却器后与第一增发器和第二增发器相连。
所述低压压缩机出气端设有第二电磁阀和第三电磁阀，第二电磁阀经管路与中间冷却器相连，第三电磁阀经管路连通中间冷却器后与第一增发器和第二增发器相连；第一增发器和第二增发器与低压压缩机相连。
所述的余热吸收制冷协调装置包括顺序相连的蒸汽发生器、精馏器、海水冷却组件、第一膨胀阀，还包括氨气吸收器、溶液热交换器、溶液泵，第一膨胀阀经管路连通中间冷却器后与氨气吸收器相连接，氨气吸收器经溶液泵与溶液热交换器连通，溶液热交换器与蒸汽发生器连通，蒸汽发生器与水箱热交换。
第二增发器与低压压缩机之间设有压力平衡阀。
本发明的有益效果是：本发明一种渔船余热吸收制冷协调双级压缩制冷冷库装置的余热吸收制冷协调装置，利用柴油机发电之后的余热，加热水箱中的水，通过蒸汽发生器、精馏器、海水冷却组件等部件实现纯氨到氨水溶液之间的相互转换实现制冷，并且提高氟利昂冷却装置的制冷效果；大大提高柴油机的能源利用率，同时也大大增加渔船制冷效果。
附图说明
图1为本发明渔船余热吸收制冷协调双级压缩制冷冷库装置的示意图。
图中：1、柴油机    2、水箱    3、发电机    4.1、第一增发器    4.2、第二增发器5、低压压缩机    6、中间冷却器    7、高压压缩机    8、冷凝器    9.1、第一电磁阀   9.2、第二电磁阀   9.3、第三电磁阀   10.1、第一膨胀阀   10.2、第二膨胀阀   11、蒸汽发生器    12、精馏器    13、海水冷却组件    14、氨气吸收器    15、溶液热交换器  16、溶液泵    17、压力平衡阀。
具体实施方式
渔船余热吸收制冷协调双级压缩制冷冷库装置，包括柴油机1、水箱2、发电机3、制冷装置，还包括余热吸收制冷协调装置，所述的制冷装置包括第一增发器4.1、第二增发器4.2、低压压缩机5、中间冷却器6、高压压缩机7、冷凝器8，所述高压压缩机7与冷凝器8相连，冷凝器8出液端形成第一分支和第二分支，第一分支上设有第一电磁阀9.1、第二膨胀阀10.2，第二膨胀阀10.2经管路与中间冷却器6相连，中间冷却器6一端与高压压缩机7管路相连，第二分支经管路连通中间冷却器6后与第一增发器4.1和第二增发器4.2相连。
所述低压压缩机5出气端设有第二电磁阀9.2和第三电磁阀9.3，第二电磁阀9.2经管路与中间冷却器6相连，第三电磁阀9.3经管路连通中间冷却器6后与第一增发器4.1和第二增发器4.2相连。
所述第一增发器4.1和第二增发器4.2与低压压缩机5相连。
所述的余热吸收制冷协调装置包括顺序相连的蒸汽发生器11、精馏器12、海水冷却组件13、第一膨胀阀10.1，还包括氨气吸收器14、溶液热交换器15、溶液泵16，第一膨胀阀10.1经管路连通中间冷却器6后与氨气吸收器14相连接，氨气吸收器14经溶液泵16与溶液热交换器15连通，溶液热交换器15与蒸汽发生器11连通，蒸汽发生器11与水箱2热交换。
第二增发器4.2与低压压缩机5之间设有压力平衡阀17。
本发明制冷有三种运行方式。
第一种是常规运行，即余热吸收制冷协调装置，该氨制冷系统（吸收式制冷系统）处于不工作状态，只有制冷装置即高压压缩机7、低压压缩机5工作的双级压缩制冷状态，为高低温冷库提供冷量。这时第一电磁阀9.1、第二电磁阀9.2是开的状态，第三电磁阀9.3是关的状态。高压压缩机7将制冷剂压入冷凝器8，在经过氟冷凝器后，制冷剂（比如R23）变为饱和液态，在中间冷却器6前分为第一分支和第二分支，第二分支流入中间冷却器6中的换热盘管，第一分支经过第一电磁阀9.1，流过第二膨胀阀10.2，在中间冷却器6中蒸发冷却。流经中间冷却器6盘管中的第二分支的饱和制冷剂，过冷后制冷剂直接流入高低温冷库，用于冷库制冷；从高低温冷库出来的制冷剂通过低压压缩机5压缩进入中间冷却器6，再由高压压缩机7压入冷凝器8，如此往复循环。
第二种运行方式时，这时第一电磁阀9.1、第三电磁阀9.3关闭状态，第二电磁阀9.2处于开的状态。余热吸收制冷协调装置，该氨制冷系统（吸收式制冷系统）及高低压压缩机都投入工作。依靠发电柴油机1和主机气缸冷却水及排气余热加热水箱2中水，使其至80℃～90℃，吸收式制冷系统开始工作，热水在蒸汽发生器11内加热氨水溶液，氨从水溶液中蒸发，经过精馏器12后将氨从水中分离，经过海水冷却组件13冷却为液氨，然后经过第一膨胀阀10.1节流后，在中间冷却器6中蒸发冷却，从,冷凝器8流出的饱和液态氟利昂，经过中间冷却器6的时候，液氨使其大温差过冷（指比较常规运行时过冷度）以增加后续在高低温冷库内的第一蒸发器4.1和第二增发器4.2的供冷量。氨在中间冷却器6中蒸发气化后流入氨气吸收器14中被水吸收，溶解热被海水带走，氨水溶液被溶液泵16泵回蒸汽发生器11，其间经过溶液热交换器15，被从蒸汽发生器11来的热水加热；过冷后的氟利昂制冷剂在高低温冷库内的第一蒸发器4.1和第二增发器4.2中吸热增发，从高低温冷库出来的制冷剂通过低压压缩机5压缩进入中间冷却器6，再由高压压缩机7压入冷凝器8，如此往复循环。
第三种运行方式时，这种方式实际上是余热吸收制冷协调装置，即氨制冷系统（吸收式制冷系统）和低压压缩制冷复迭式工作。高压压缩机7是停止运行的。这时第一电磁阀9.1、第二电磁阀9.2关闭的，第三电磁阀9.3是开的状态。氨制冷系统（吸收式制冷系统）及低压压缩机都投入工作。依靠发电柴油机1和主机气缸冷却水及排气余热加热水箱2中水，使其至80℃～90℃，吸收式制冷系统开始工作，热水在蒸汽发生器11内加热氨水溶液，氨从水溶液中蒸发，经过精馏器12后将氨从水中分离，经过海水冷却组件13冷却为液氨，然后经过第一膨胀阀10.1节流后，在中间冷却器6中蒸发冷却从第三电磁阀9.3流到中间冷却器6中的饱和液态氟利昂，使其过冷然后进入高低温冷库内的第一蒸发器4.1和第二增发器4.2中吸热增发，从高低温冷库出来的制冷剂通过低压压缩机5压缩进入中间冷却器6，再被流经中间冷却器6的液氨制冷，如此往复循环。此时的氨在中间冷却器6中蒸发气化后流入氨气吸收器14中被水吸收，溶解热被海水带走，氨水溶液被溶液泵16泵回蒸汽发生器11，其间经过溶液热交换器15，被从蒸汽发生器11来的热水加热；该状态就是低压压缩机5执行循环，完成对高低温冷库的制冷。

Claims (2)

1.渔船余热吸收制冷协调双级压缩制冷冷库装置，包括柴油机（1）、水箱（2）、发电机（3）、制冷装置，其特征在于：还包括余热吸收制冷协调装置，所述的制冷装置包括第一增发器（4.1）、第二增发器（4.2）、低压压缩机（5）、中间冷却器（6）、高压压缩机（7）、冷凝器（8），所述高压压缩机（7）与冷凝器（8）相连，冷凝器（8）出液端形成第一分支和第二分支，第一分支上设有第一电磁阀（9.1）、第二膨胀阀（10.2），第二膨胀阀（10.2）经管路与中间冷却器（6）相连，中间冷却器（6）一端与高压压缩机（7）管路相连，第二分支经管路连通中间冷却器（6）后与第一增发器（4.1）和第二增发器（4.2）相连；
所述低压压缩机（5）出气端设有第二电磁阀（9.2）和第三电磁阀（9.3），第二电磁阀（9.2）经管路与中间冷却器（6）相连，第三电磁阀（9.3）经管路连通中间冷却器（6）后与第一增发器（4.1）和第二增发器（4.2）相连；
所述第一增发器（4.1）和第二增发器（4.2）与低压压缩机（5）相连；
所述的余热吸收制冷协调装置包括顺序相连的蒸汽发生器（11）、精馏器（12）、海水冷却组件（13）、第一膨胀阀（10.1），还包括氨气吸收器（14）、溶液热交换器（15）、溶液泵（16），第一膨胀阀（10.1）经管路连通中间冷却器（6）后与氨气吸收器（14）相连接，氨气吸收器（14）经溶液泵（16）与溶液热交换器（15）连通，溶液热交换器（15）与蒸汽发生器（11）连通，蒸汽发生器（11）与水箱（2）热交换。
2.根据权利要求1所述的渔船余热吸收制冷协调双级压缩制冷冷库装置，其特征在于：所述第二增发器（4.2）与低压压缩机（5）之间设有压力平衡阀（17）。
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