CN110498031A - 船用余热喷淋除湿装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船用余热喷淋除湿装置，主要应用在船舶空调系统内，中央控制系统中的传感器可以检测到排风口处的空气湿度，如果湿度低于设定的安全区间时，自动调节入口处电磁三通阀，使部分空气直接与除湿后的空气进行混合，从而使湿度上升，使船舶舱室内一直保持在人体湿度舒适度区间内，当湿度再次恢复到工作范围内，电磁三通阀自动关闭，除湿系统进行全功率除湿。除湿后的稀溶液进入再生系统通过利用船舶余热进行蒸发再生，使其浓度保持在有效工作浓度区间内，再次投入到除湿箱中使用。本发明船用余热喷淋除湿装置可以保证船舶舱室内的湿度，既避免了除湿原料的更换，又利用了船舶余热，减小能耗。

Description

船用余热喷淋除湿装置

技术领域

本发明属于船舶湿度调节及节能环保技术领域，尤其涉及一种船用余热喷淋除湿装置。

背景技术

随着现代社会科技技术的发展，人们对于生存环境有着越来越高的要求和标准，而从船舶运输方面上来看，无论是客船或是货船等，都对湿度有着一定的要求。而目前的应用中，大部分船舶空调系统中并未存在除湿系统，无论是人体舒适湿度或是货物和机械最佳运行保存湿度都难以达到保障，导致大部分海员与长期游客易患湿度引起的疾病，也导致机器存在着由于受潮生锈而报废的概率。

目前看来，除湿领域有三种常见除湿技术——冷凝除湿、溶液除湿及固体吸附式除湿。

冷凝除湿过程须将空气温度降至露点温度以下，使得空气中的水蒸气凝结析出在蒸发器表面，再将冷凝水排走，从而实现除湿过程。为了除湿，蒸发温度需要降至较低水平，导致冷机能效比C0P下降，冷机能耗大。之后末端再热，会造成大部分的冷热抵消，导致能耗进一步提升。

固体转轮除湿通常采用硅胶作为吸附材料，将浸渍吸湿剂的薄板加工成蜂窝状转轮，进行通风，其除湿结构简单，但是加工要求高，设备长期运行过程中易被杂质堵塞，湿负荷大时，增大转轮损耗。转轮寿命短，需定期更换。

但大部分船舶依然没有专门的除湿设备，仅有小部分船舶采用传统的冷凝除湿来进行除湿，但是导致温度的调节也受到了一定的影响。而船舶上有着大量直接以热能形式散失的余热未被利用，这就为除湿溶液的重生提供着优质环境，而船舶的结构大而复杂，难以更换零件及原料，这也为溶液除湿提供了得天独厚的优势。为了有效地控制海洋上船舶的湿度，需要设计一种船用余热喷淋除湿装置及其中央控制系统。

对于可应用于船舶除湿上公开了一些专利，但基本上都主要是固体除湿，而对有自动控制的余热重生溶液除湿的研究却很少。申请号CN201610678425.7专利公开了一种涉及一种海洋环境下船用全新风转轮除湿空调系统,包括转轮除湿机、三个板式换热器和再生风机,所述转轮除湿机包括多个除湿区和多个再生区的海洋环境下船用全新风转轮除湿空调系统。申请号CN201611000645.0专利公开了一种利用船舶发动机余热的增湿除湿海水淡化系统，包括依次设置的蒸发装置和冷凝装置,利用发动机余热作为高温源,船舶航行周边海水环境作为低温源,既充分利用多余热量,又利用现有资源增加淡水产量。申请号CN201710741990.8专利公开了一种船舶蒸汽喷射制冷除湿空调装置,包括进气喇叭、喷射器、空调回水管路、蒸发器、冷水管路,补偿能形式为高速气体的动能,不用电能,利用的是船舶高速运行的动能。申请号CN201420243413.8专利一种船舶吸收式制冷单级除湿混合式空调系统装置,包括制冷机组、除湿机组和储水箱，能够克服传统的空调系统以牺牲湿度控制进行温度调节的缺点,同时也可以避免传统空调送风中带水、带菌的卫生问题,同时节能环保。申请号CN201420210045.7专利公开了一种船舶余热溶液除湿复合蒸发冷却全空气空调装置,属于船舶机械制冷领域,包括柴油机、加热组件、舱室，调节舱室内空气温度的同时也调节了空气湿度。

由于海洋上船舶舱室内湿度大，影响人体舒适度及损坏机械。主机的大部分功率没有得到利用就以余热形式散失。人工调控往往有时间调节误差，使湿度难以达到要求，调控过程中消耗更多能量。为了精准自动的控制船舶上的湿度及更加有效地利用主机余热，需要设计一种船用余热喷淋除湿装置及其中央控制系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种船用余热喷淋除湿装置，有效提高了制冷及除湿的工作效率，极大地解放了船舶的人力，具有良好的节能经济性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种船用余热喷淋除湿装置，喷淋除湿系统除湿箱底端开口为与溶液槽相连的稀溶液出口，除湿箱壁两侧的底端开口作为处理空气入口与船用空调进风管道相连，除湿箱中部的卡槽将填料固定在箱体中间，箱体的上层开口与溶液管相连，作为浓溶液入口，并向箱内支出带有雾化喷淋头的空杆，箱体的顶端开口作为处理空气出口与空调系统入风口相连，液滴过滤层位于顶端与空杆之间与箱体镶嵌；余热再生系统加热箱的壁端上层开口作为稀溶液入口，下层作为浓溶液出口，箱体底部中央固定加热槽，加热槽两侧由两根管道相连，分别为冷却水入口和冷却水出口；中央控制系统主要由传感器和电磁三通阀组成，用来检测湿度和控制系统的工作模式，传感器位于空调出风口处，由线路与PLC控制端相连，PLC控制端再通过线路信号控制位于除湿系统入口通道的电磁三通阀的开闭，电磁三通阀a出口与除湿系统相连，b出口直接与空调系统相连。

按上述技术方案，喷淋除湿系统中采用58％的溴化锂溶液作为除湿剂。

按上述技术方案，喷淋除湿系统中的喷淋头采用雾化喷淋头。

按上述技术方案，在空调出风口侧的传感器检测到湿度低于44％的湿度设定值时，自动开启电磁三通阀。

按上述技术方案，当空调出风口侧的传感器检测到湿度上升至56％时，三通阀关闭。

本发明的原理是：新风通过入口进入系统，经过除湿室充分与被雾化的除湿溶液接触，再经过浸透除湿溶液的填料，从出风口侧排出，经过传感器后进入空调制冷系统中。其优点在于除湿溶液为58％的溴化锂溶液可以有效除去海洋上船舶舱室内大部分湿气，降低机械由于受潮生锈而报废的概率。中央控制系统中的传感器可以检测到排风口处的空气湿度，如果湿度低于44％的湿度设定值时，自动调节入口处电磁三通阀，使部分空气直接与除湿后的空气进行混合，从而使湿度上升，使船舶舱室内一直保持在人体湿度舒适度区间内，当湿度再次恢复到56％以上的工作范围内，电磁三通阀自动关闭，除湿系统进行全功率除湿，使湿度时刻保持在40％-60％的人体舒适度湿度区间。除湿后的稀溶液进入再生系统通过利用船舶余热进行蒸发再生，使其浓度保持在有效工作浓度区间内，再次投入到除湿箱中使用，以达到便捷节能环保的优点。本发明可以一直保证船舶舱室内的湿度，既避免了除湿原料的更换，又利用了船舶余热，减小能耗，自动调节系统既保证了人体舒适度又避免了人工调控误差造成的能源损耗。

本发明产生的有益效果是：在使用过程中，温湿独控不会影响制冷效果，喷淋除湿可以达到较好的除湿效果，再生装置避免了原料更换及能源浪费，自动控制可以解放人工劳动力，并精准地控制湿度在舒适范围内。为船舶上的人员及机器保持舒适、稳定的工作环境。该系统使用过程中无需操作，可有效提高制冷及除湿的工作效率，极大地解放了船舶的人力，具有良好的节能经济性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例船用余热喷淋除湿装置结构示意图；

图2为本发明实施例中溶液再生装置结构示意图图；

图3为本发明实施例中中央控制系统湿度调节流程图。

1-处理空气出口，2-液滴过滤层，3-浓溶液入口，4-填料，5-处理空气入口，6-稀溶液出口，7-稀溶液入口，8-冷却水入口，9-加热槽，10-浓溶液出口，11-冷却水出口。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例中，提供一种余热喷淋除湿装置，如图1所示，喷淋除湿系统除湿箱底端开口为与溶液槽相连的稀溶液出口6，除湿箱壁两侧的底端开口作为处理空气入口5与船用空调进风管道相连，除湿箱中部的卡槽将填料4固定在箱体中间，箱体的上层开口与溶液管相连，作为浓溶液入口3，并向箱内支出带有雾化喷淋头的空杆，箱体的顶端开口作为处理空气出口1与空调系统入风口相连，液滴过滤层2位于顶端与空杆之间与箱体镶嵌；余热再生系统加热箱的壁端上层开口作为稀溶液入口7，下层作为浓溶液出口10，箱体底部中央固定加热槽9，加热槽两侧由两根管道相连，分别为冷却水入口8和冷却水出口11；中央控制系统主要由传感器和电磁三通阀组成，用来检测湿度和控制系统的工作模式，传感器位于空调出风口处，由线路与PLC控制端相连，PLC控制端再通过线路信号控制位于除湿系统入口通道的电磁三通阀的开闭，电磁三通阀a出口与除湿系统相连，b出口直接与空调系统相连。

喷淋除湿系统用于对船舶空调进行除湿，余热再生系统利用船舶主机缸套冷却水余热对溶液进行加热，蒸发水分，使溶液浓度上升；中央控制系统通过检测船舶内部湿度大小，并与预设值进行比较，对喷淋除湿系统的工作模式进行控制。温湿独立控制，避免调解温湿度过程中相互影响。在喷淋除湿过程中也可以吸附海风中的盐分，降低空气腐蚀性，并且可以定期更换填料，去除结晶的海盐，并且提高效率。本装置将温湿度调节板块分成两个部分，使其保持一定距离，在单独调节其中一部分的时候不会相互影响，避免造成调节误差，减少再次调节造成的能源消耗。船舶主机缸套冷却水中含有很多能量，利用船舶主机缸套冷却水的温度将回收的稀溶液进行加热蒸发，利用了船舶余热，达到便捷、节能的效果。利用船舶余热进行再生，使其浓度达到工作标准，再次投入到除湿系统中进行工作，避免了原材料更换与浪费。

进一步地，喷淋除湿系统中采用58％的溴化锂溶液作为除湿剂。

进一步地，喷淋除湿系统中的喷淋头采用雾化喷淋头。使除湿溶液可以充分与船舶空调新风接触进行除湿，增大工作效率。

进一步地，在空调出风口侧的传感器检测到湿度低于44％的湿度设定值时，自动开启电磁三通阀。使部分新风直接与除湿后的新风混合，从而使湿度提升。

进一步地，当空调出风口侧的传感器检测到湿度上升至56％时，三通阀关闭。系统自动恢复全功率工作，使湿度时刻保持在40％-60％的人体舒适度湿度区间。

填料采用纯棉纱布。吸水性较好，并且几乎无阻力，不会影响风速与风量，并且原料易得，便于更换。

如图1所示，在除湿系统运行的过程中，空气从处理空气进入，经过浸透除湿溶液的填料，随后与经雾化喷头雾化的浓溶液充分接触，最终从处理空气入口排出。

如图2所示，余热再生系统利用船舶高中温余热，对于收集的稀溶液进行集中加热蒸发，将稀溶液蒸发后再次投入到除湿系统中进行除湿。

如图3是中央控制流程图，当除湿出风口侧传感器检测到湿度过低时，控制电磁三通阀开启，使部分新风直接与除湿后的空气混合，使湿度上升，再次检测到湿度达到合格标准后，三通阀关闭，除湿系统全功率工作。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种船用余热喷淋除湿装置，其特征在于，喷淋除湿系统除湿箱底端开口为与溶液槽相连的稀溶液出口，除湿箱壁两侧的底端开口作为处理空气入口与船用空调进风管道相连，除湿箱中部的卡槽将填料固定在箱体中间，箱体的上层开口与溶液管相连，作为浓溶液入口，并向箱内支出带有雾化喷淋头的空杆，箱体的顶端开口作为处理空气出口与空调系统入风口相连，液滴过滤层位于顶端与空杆之间与箱体镶嵌；余热再生系统加热箱的壁端上层开口作为稀溶液入口，下层作为浓溶液出口，箱体底部中央固定加热槽，加热槽两侧由两根管道相连，分别为冷却水入口和冷却水出口；中央控制系统主要由传感器和电磁三通阀组成，用来检测湿度和控制系统的工作模式，传感器位于空调出风口处，由线路与PLC控制端相连，PLC控制端再通过线路信号控制位于除湿系统入口通道的电磁三通阀的开闭，电磁三通阀a出口与除湿系统相连，b出口直接与空调系统相连。

2.根据权利要求1所述的船用余热喷淋除湿装置，其特征在于，喷淋除湿系统中采用58％的溴化锂溶液作为除湿剂。

3.根据权利要求1或2所述的船用余热喷淋除湿装置，其特征在于，喷淋除湿系统中的喷淋头采用雾化喷淋头。

4.根据权利要求1或2所述的船用余热喷淋除湿装置，其特征在于，在空调出风口侧的传感器检测到湿度低于44％的湿度设定值时，自动开启电磁三通阀。

5.根据权利要求1或2所述的船用余热喷淋除湿装置，其特征在于，当空调出风口侧的传感器检测到湿度上升至56％时，三通阀关闭。