CN108036548B - 一种渔船余热驱动低温制冷装置及其制冷方法 - Google Patents

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Abstract

一种渔船余热驱动低温制冷装置及其制冷方法，整个装置包括混合制冷剂循环和吸收剂循环。所述混合制冷剂由两个不同冷凝温度的制冷剂组成；在其特征在于，所述混合制冷剂通过冷凝器、三个气液分离器、三个喷射泵完成所需低温冷库的冷量。所述发生器和吸收器之间通过输入管路和输出管路形成循环管路，其中：输入管路和输出管路上安装有热交换器，吸收器和热交换器之间的输出管路上安装有调压阀，吸收器和热交换器之间的输入管路上安装有溶液泵；本发明的有益效果：本发明通过发动机余热驱动结合采用喷射器代替节流阀省去电驱动能耗的问题，同时混合制冷剂内复叠循环可产生冷冻鱼所需的‑20℃‑至‑30℃‑低温，节能环保，具有较好的社会效益。

Description

一种渔船余热驱动低温制冷装置及其制冷方法
技术领域
本发明涉及一种渔船余热驱动低温制冷装置及其制冷方法，属于制冷技术领域。
背景技术
我国从南到北有漫长的海岸线，沿海有辽宁、山东、江苏、浙江、福建、广东等都有上万艘渔船，传统的带冰作业渔船几乎都安装了渔船制冷设备，渔船制冷目前还是采用双击压缩的氟利昂制冷系统，船上安装有柴油发电机组供压缩机电机，这种用能模式造成大量燃油消耗，一方面成本问题，另一方面渔船上柴油机约有30％的热量从尾气直接排入大气，燃油排放颗粒物造成环境污染，利用热能驱动制冷的方法有吸收式制冷，吸附式制冷。吸收式制冷可以利用柴油机余热制冷，但传统的吸收式制冷，如溴化锂-水制冷机，氨-水吸收式制冷机已经大量应用，溴化锂主要用于制冷温度较高的空调领域，氨水用于制冷温度较低，但氨水有毒，且氨水压力容器易爆炸，存在安全隐患。氨水制冷也难以达到冷冻鱼所需要的20℃到-30℃低温的要求。吸附式制冷存在吸附箱体大、可靠性差等问题，难以在渔船上推广应用。因此迫切需要新的技术为渔船制冷节能降耗服务。
如一申请号为CN1636826公开了一种渔船制冷机组，是由换向装置、发生器、止回阀、冷凝器、贮液器、节流阀、蒸发器、风机、冷库、排水管、电磁阀、电动板阀、温度计、压力表、不冻液循环泵组成；由于是采用吸附原理，利用渔船尾气余热制冷、制冰，便废为宝，保证了海洋的净化，不需电能驱动，无压缩机，避免了对海洋的污染，节省了能源，提高了制冷能力；减少了渔船带冰作业负载，保证了外海捕鱼的质量，增大了产品储量，扩大了渔船向外海的发展能力，实现了我国渔船远海捕鱼制冷机组的合理配置，为我国柴油机渔船远洋捕捞事业做出了重要贡献。
又如一申请号为CN2530879公开了一种渔船用冷湿式微冻保鲜装置，属于渔船制冷保鲜技术领域。该装置由控制部分、制冷部分和海水保湿部分组成，它通过直接制冷鱼舱内空气并自动地长期保持稳定的低温(-4℃±2℃)，再靠冷冻的空气间接制冷，使鱼体的温度不断降低并最终恒定在保鲜温度带内(-2℃±1℃)。同时，通过海水对鱼舱内进行定量加湿，在保持舱内的高湿度的同时，在鱼体表面形成一层不流动的水膜，有效地锁住鱼体的水分。一套装置能满足渔船上多舱同时连续工作的需要。本实用新型能完全取代“冰保鲜”而实现渔船上水产品长时间、高品质的保鲜储藏。其结构简单、合理、可靠、实用、成本低，适用现有多种渔船的需要。
目前渔船很多都建有冷库，制冷耗费大量燃油，渔船上面的大量发动机余热受困于现有技术不能有效利用，同时传统氨水吸收式制冷工质对不能产生冷冻鱼所需的-20℃-至-30℃-低温。混合制冷剂内复叠循环可以提供比传统吸收式循环更低的温度，但节流过程浪费大量能耗。
发明内容
本发明克服了现有技术存在的问题，提出了一种带有喷射器渔船余热驱动制冷装置及其制冷方法，本发明通过采用喷射器可以解决节流过程中浪费能耗的问题，同时可产生冷冻鱼所需的-20℃-至-30℃-低温，节能环保。本发明的具体技术方案如下：
一种带有喷射器渔船余热驱动制冷装置，包括发生器、吸收器，其特征在于，所述发生器和吸收器之间通过输入管路和输出管路形成循环管路，其中：输入管路和输出管路上安装有热交换器，吸收器和热交换器之间的输出管路上安装有调压阀，吸收器和热交换器之间的输入管路上安装有溶液泵；
所述发生器通过管路一顺次连接有冷凝器、气液分离器一、蒸发冷凝器、喷射器三、气液分离器三和蒸发器，其中：蒸发器布设在冷冻库内，蒸发器通过回流管路二与喷射器三连接，；
所述气液分离器一通过管路三顺次连接有喷射器二、气液分离器二、喷射器一和吸收器，其中：气液分离器二、蒸发冷凝器和喷射器二三者之间连接有管路五形成循环 管路，气液分离器三与喷射器一连接有回流管路三。
基于上述装置，本发明还提出了一种带有喷射器渔船余热驱动制冷方法，其特征在于：包括如下步骤；
1)吸收器内的混合制冷剂和吸收剂DMF一起通过溶液泵抽取送入热交换器预热之后送入加热发生器内；
2)通过渔船发动机的余热加热发生器内由R134A、R32组成的混合制冷剂，加热使混合制冷剂蒸发气化进入冷凝器内；此时吸收剂DMF(N，N二甲基甲酰胺)保持液态；
3)混合制冷剂经过冷凝器时高温制冷剂R134 A大部分被冷凝成液态，低温制冷剂R32保持气态，之后气液两种形态的混合制冷剂进入气液分离器一；
4)气液分离器一对气液两种形态的混合制冷剂进行分离；其中：
液态的高温制冷剂R134A通过管路三经过喷射器二抽吸之后再进入气液分离器二之后再流入蒸发冷凝器内进行制冷，制冷之后变成气态再通过管路五回到喷射器二内与新进来的液态的高温制冷剂R134A进行混合之后被喷射器二喷射到气液分离器二内形成循环，气液分离器二将气态的高温制冷剂R134A排入喷射器一之后进入吸收器进行再循环；
气态的低温制冷剂R32通过管路一直接进入蒸发冷凝器内遇到已经被液态的高温制冷剂R134A进行制冷的蒸发冷凝器，这样气态的低温制冷剂R32便被液化；
5)液化之后的低温制冷剂R32通过喷射器三抽吸之后再进入气液分离器三之后再流入蒸发器内供冷冻库进行制冷；制冷之后的低温制冷剂R32汽化之后通过回流管路二回到喷射器三内与新进来的液态的低温制冷剂R32进行混合之后被喷射到气液分离器三内形成循环，气液分离器三(将气态的低温制冷剂R32排入喷射器一之后进入吸收器进行再循环；
6) 吸收剂DMF(N，N二甲基甲酰胺)保持液态,在发生器内被加热之后通过输出管路进入热交换器内对其进行加热，再通过调压阀回到吸收器内，通过步骤 2)-5)循环回来的高温制冷剂R134A和低温制冷剂R32在吸收器内再次形成混合制冷剂，并和吸收剂DMF一起通过溶液泵抽取送入热交换器预热之后再回到加热发生器内形成来回循环。
本发明的有益效果：本发明通过采用喷射器可以解决节流过程中浪费能耗的问题，同时可产生冷冻鱼所需的-20℃-至-30℃-低温，节能环保，具有较好的社会效益。
附图说明
图1为一种渔船余热驱动低温制冷装置的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图所示，一种带有喷射器渔船余热驱动制冷装置，包括发生器2、吸收器3，所述发生器2和吸收器3之间通过输入管路101和输出管路102形成循环管路，其中：输入管路101和输出管路102上安装有热交换器5，吸收器3和热交换器5之间的输出管路102上安装有调压阀4，吸收器3和热交换器5之间的输入管路101上安装有溶液泵6；混合制冷剂和吸收剂DMF在通过输入管路101和输出管路102内不断的回来流动形成循环。
发生器2通过管路一103顺次连接有冷凝器7、气液分离器一8-1、蒸发冷凝器10、喷射器三9-3、气液分离器三8-3和蒸发器12，其中：蒸发器12布设在冷冻库11内，蒸发器12通过回流管路二104与喷射器三9-3连接。管路一103主要的作用是将气态的低温制冷剂R32送入蒸发冷凝器10进行液化之后进入蒸发器12内供冷冻库11进行制冷，产生冷冻鱼所需的-20℃-至-30℃-低温，之后在通过回流管路二104和回流管路三109进入喷射器一9-1之后在回到吸收器3。
气液分离器一8-1通过管路三105顺次连接有喷射器二9-2、气液分离器二8-2、喷射器一9-1和吸收器3，其中：气液分离器二8-2、蒸发冷凝器10和喷射器二9-2三者之间连接有管路五107形成循环管路，气液分离器三8-3与喷射器一9-1连接有回流管路三109。
气液分离器一8-1内液态的高温制冷剂R134A通过管路三105经过喷射器二9-2抽吸之后再进入气液分离器二8-2之后再流入蒸发冷凝器10内进行制冷，其作用是将管路一103排入蒸发冷凝器10内低温制冷剂R32进行液化。高温制冷剂R134 A和低温制冷剂R32最后均通过喷射器一9-1喷射最后回到吸收器3内，使其通过输入管路101和输出管路102与发生器2进行不断循环。
基于上述装置，本发明还提出了一种带有喷射器渔船余热驱动制冷方法，其特征在于：包括如下步骤；
1)吸收器3内的混合制冷剂和吸收剂DMF一起通过溶液泵6抽取送入热交换器5预热之后送入加热发生器2内；
2)通过渔船发动机1的余热加热发生器2内由R134A、R32组成的混合制冷剂，加热使混合制冷剂蒸发气化进入冷凝器7内；此时吸收剂DMF(N，N二甲基甲酰胺)保持液态；
3)混合制冷剂经过冷凝器7时高温制冷剂R134 A大部分被冷凝成液态，低温制冷剂R32保持气态，之后气液两种形态的混合制冷剂进入气液分离器一8-1；
4)气液分离器一8-1对气液两种形态的混合制冷剂进行分离；其中：液态的高温制冷剂R134A通过管路三105经过喷射器二9-2抽吸之后再进入气液分离器二8-2之后再流入蒸发冷凝器10内进行制冷，制冷之后变成气态再通过管路五107回到喷射器二9-2内与新进来的液态的高温制冷剂R134A进行混合之后被喷射器二9-2喷射到气液分离器二8-2内形成循环，气液分离器二8-2将气态的高温制冷剂R134A排入喷射器一9-1之后进入吸收器3进行再循环；
气态的低温制冷剂R32通过管路一103直接进入蒸发冷凝器10内遇到已经被液态的高温制冷剂R134A进行制冷的蒸发冷凝器10，这样气态的低温制冷剂R32便被液化；
5)液化之后的低温制冷剂R32通过喷射器三9-3抽吸之后再进入气液分离器三8-3之后再流入蒸发器12内供冷冻库11进行制冷；制冷之后的低温制冷剂R32汽化之后通过回流管路二104回到喷射器三9-3内与新进来的液态的低温制冷剂R32进行混合之后被喷射到气液分离器三8-3内形成循环，气液分离器三8-3将气态的低温制冷剂R32排入喷射器一9-1之后进入吸收器3进行再循环；
6) 吸收剂DMF(N，N二甲基甲酰胺)保持液态，在发生器2内被加热之后通过输出管路 102进入热交换器5内对其进行加热之后，再通过调压阀4回到吸收器3内，通过步骤 2)-5)循环回来的高温制冷剂R134A和低温制冷剂R32在吸收器3内再次形成混合制冷剂，并和吸收剂DMF一起通过溶液泵6抽取送入热交换器5预热之后再回到加热发生器2内形成来回循环。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种渔船余热驱动低温制冷装置，包括发生器(2)、吸收器(3)，其特征在于，
所述发生器(2)和吸收器(3)之间通过输入管路(101)和输出管路(102)形成循环管路，其中：输入管路(101)和输出管路(102)上安装有热交换器(5)，吸收器(3)和热交换器(5)之间的输出管路(102)上安装有调压阀(4)，吸收器(3)和热交换器(5)之间的输入管路(101)上安装有溶液泵(6)；
所述发生器(2)通过管路一(103)顺次连接有冷凝器(7)、气液分离器一(8-1)、蒸发冷凝器(10)、喷射器三(9-3)、气液分离器三(8-3)和蒸发器(12)，其中：蒸发器(12)布设在冷冻库(11)内，蒸发器(12)通过回流管路二(104)与喷射器三(9-3)连接；所述气液分离器一(8-1)通过管路三(105)顺次连接有喷射器二(9-2)、气液分离器二(8-2)、喷射器一(9-1)和吸收器(3)，其中：气液分离器二(8-2)、蒸发冷凝器(10)和喷射器二(9-2)三者之间连接有管路五(107)形成循环管路，气液分离器三(8-3)与喷射器一(9-1)连接有回流管路三(109)。
2.一种带有喷射器渔船余热驱动制冷方法，其特征在于：包括如下步骤；
1)吸收器(3)内的混合制冷剂和吸收剂DMF一起通过溶液泵(6)抽取送入热交换器(5)预热之后送入加热发生器(2)内；
2)通过渔船发动机(1)的余热加热发生器(2)内由R134A、R32组成的混合制冷剂，加热使混合制冷剂蒸发气化进入冷凝器(7)内；此时吸收剂DMF(N，N二甲基甲酰胺)保持液态；
3)混合制冷剂经过冷凝器(7)时高温制冷剂R134A大部分被冷凝成液态，低温制冷剂R32保持气态，之后气液两种形态的混合制冷剂进入气液分离器一(8-1)；
4)气液分离器一(8-1)对气液两种形态的混合制冷剂进行分离；其中：
液态的高温制冷剂R134A通过管路三(105)经过喷射器二(9-2)抽吸之后再进入气液分离器二(8-2)之后再流入蒸发冷凝器(10)内进行制冷，制冷之后变成气态再通过管路五(107)回到喷射器二(9-2)内与新进来的液态的高温制冷剂R134A进行混合之后被喷射器二(9-2)喷射到气液分离器二(8-2)内形成循环，气液分离器二(8-2)将气态的高温制冷剂R134A排入喷射器一(9-1)之后进入吸收器(3)进行再循环；
气态的低温制冷剂R32通过管路一(103)直接进入蒸发冷凝器(10)内遇到已经被液态的高温制冷剂R134A进行制冷的蒸发冷凝器(10)，这样气态的低温制冷剂R32便被液化；
5)液化之后的低温制冷剂R32通过喷射器三(9-3)抽吸之后再进入气液分离器三(8-3)之后再流入蒸发器(12)内供冷冻库(11)进行制冷；制冷之后的低温制冷剂R32汽化之后通过回流管路二(104)回到喷射器三(9-3)内与新进来的液态的低温制冷剂R32进行混合之后被喷射到气液分离器三(8-3)内形成循环，气液分离器三(8-3)将气态的低温制冷剂R32排入喷射器一(9-1)之后进入吸收器(3)进行再循环；
6) 吸收剂DMF(N，N二甲基甲酰胺)保持液态，在发生器(2)内被加热之后通过输出管路(102)进入热交换器(5)内对其进行加热之后，再通过调压阀(4)回到吸收器(3)内，通过步骤 2)-5)循环回来的高温制冷剂R134A和低温制冷剂R32在吸收器(3)内再次形成混合制冷剂，并和吸收剂DMF一起通过溶液泵(6)抽取送入热交换器(5)预热之后再回到加热发生器(2)内 形成来回循环。
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