CN111547219B - 一种船舶凝水和余热的再利用装置及其使用方法 - Google Patents
一种船舶凝水和余热的再利用装置及其使用方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111547219B CN111547219B CN202010428455.9A CN202010428455A CN111547219B CN 111547219 B CN111547219 B CN 111547219B CN 202010428455 A CN202010428455 A CN 202010428455A CN 111547219 B CN111547219 B CN 111547219B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pipe
- water
- electric valve
- cavity
- chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
- B63J2/00—Arrangements of ventilation, heating, cooling, or air-conditioning
- B63J2/12—Heating; Cooling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
- B63J4/00—Arrangements of installations for treating ballast water, waste water, sewage, sludge, or refuse, or for preventing environmental pollution not otherwise provided for
- B63J4/006—Arrangements of installations for treating ballast water, waste water, sewage, sludge, or refuse, or for preventing environmental pollution not otherwise provided for for treating waste water or sewage
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N5/00—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting from exhaust energy
- F01N5/02—Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting from exhaust energy the devices using heat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
- F24F13/22—Means for preventing condensation or evacuating condensate
- F24F13/222—Means for preventing condensation or evacuating condensate for evacuating condensate
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63J—AUXILIARIES ON VESSELS
- B63J2/00—Arrangements of ventilation, heating, cooling, or air-conditioning
- B63J2/12—Heating; Cooling
- B63J2002/125—Heating; Cooling making use of waste energy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
- F24F13/22—Means for preventing condensation or evacuating condensate
- F24F2013/228—Treatment of condensate, e.g. sterilising
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Abstract
本发明提供一种船舶凝水和余热的再利用装置,包括与动力机组排气口连通的排气筒,排气筒的两端分别设置有分配管和集液管,排气筒内安装有若干个竖直的换热管,每个换热管的两端分别与分配管和集液管连通,且每个换热管的外壁上均匀分布有若干个突起物;分配管上设有进水口,该进水口通过空调凝水水管与空调凝水水箱连通,空调凝水水管上设有空调凝水增压泵;集液管设有出水口,该出水口通过出水管连通于用户设备,空调凝水增压泵与控制面板电联接。本发明通过空调凝水箱收集空调凝水,并将其通过排气余热加热后供给用户设备,既保证船员正常生活,也对空调凝水和排气余热进行了二次利用,降低能源消耗,抑制红外辐射。
Description
技术领域
本发明属于船舶保障技术领域,具体涉及一种船舶凝水和余热的再利用装置及其使用方法。
背景技术
按照目前的设计要求,船舶凝水(包括空调设备凝水和蒸汽设备凝水)都被当成一种废水直接排出舷外,而这些船舶凝水属于比较清洁的淡水资源,若直接排放,不仅浪费水资源,还浪费了蒸汽设备凝水内的热值(~90℃)。
其次,按照目前的设计要求,船舶在航行时,动力设备如燃气轮机、柴油机、动力锅炉等在运行的过程中所产生的排气也被当成一种废气直接排出舷外,而动力设备的排气温度高达400~600℃,如此高热值的气体如果不加以利用,是一种非常大的浪费;而且,如此高热量的排气直接排至舷外,其红外辐射量也相当大,不利于船舶自身隐蔽。
随着国力的增强,人们生活水平的提高,船员对船舶上舒适度的要求也越来越高。如今,船舶上越来越多的地方需要用到热水,如空调等机械设备需要使用热媒水;如淋浴室、盥洗室、厨房等用户需要使用洗涤热水。
目前船舶上普遍使用的都是蒸汽/电两用加热装置,为了满足船舶上一天24小时那么多用户的供暖需求和洗涤需求,蒸汽/电两用加热装置的热能及电能消耗量是相当大的,增加了船舶的经济负担。
一方面,船舶凝水(包括空调设备凝水和蒸汽设备凝水)被当成一种废水直接排出舷外,造成水资源的浪费,同时,船舶在航行时,动力设备所产生的高热值排气也被当成一种废气排出舷外,不仅是一种非常大的浪费,也不利于其自身隐蔽;另一方面,船舶上众多的热用户又需要消耗大量的淡水资源、热能及电能。这种矛盾的现象对需要长期远洋执行任务的船舶来说就显得更加不安全、不经济、不科学和不环保了。
专利号为CN201220390366.0,专利名称为发动机废气利用装置、发动机及船舶的专利虽然公开了设在发动机排烟口上的冷却装置,其利用高温废气加热通过冷却装置的冷水,有效提高了废气的利用率,降低能源的消耗。但该冷却装置只是简单的盘管,换热效率低,使用效果不好。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明设计的目的在于提供一种船舶凝水和余热的再利用装置及其使用方法,在不影响船上人员工作、生活的前提下,尽可能提高船舶凝水和排气余热的利用效率。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种船舶凝水和余热的再利用装置,包括与动力机组排气口连通的排气筒,排气筒的两端分别设置有分配管和集液管,排气筒内安装有若干个竖直的换热管,每个换热管的两端分别与分配管和集液管连通,且每个换热管的外壁上均匀分布有若干个突起物;分配管上设有进水口,该进水口通过空调凝水水管与空调凝水水箱连通,空调凝水水管上设有空调凝水增压泵;集液管设有出水口,该出水口通过出水管连通于用户设备,空调凝水增压泵与控制面板电联接。本发明通过空调凝水箱收集空调凝水,并利用排气余热对这些空调凝水进行加热,以供给用户设备,既对空调凝水进行了回收利用,减少水资源的浪费,又对排气余热进行了二次利用,降低了能源消耗,并抑制了红外辐射;此外,换热管外壁均匀设置的突起物,增加了换热面积,同时,排气流经突起物表面时形成强烈的紊流,起到提高传热效率的作用。
进一步地,突起物为水平设置的圆柱形针棒,由于圆柱形针棒是一种悬臂结构,在排气的冲击作用下,针棒会微颤,使得针棒上很难积结灰尘,具有较强的自清灰能力。
进一步地,若干个换热管均匀布置在排气筒内壁四周,便于换热管的安装。
进一步地,船舶凝水和余热的再利用装置还包括补水管,所述补水管出水口和空调凝水水管出水口均通过进水管与分配管进水口连通,且补水管上设有补水电动阀,该补水电动阀与控制面板电联接,以便在空调凝水不足时,及时补充水源,以提高排气余热的利用率,同时保证用户设备的用水量。
进一步地。船舶凝水和余热的再利用装置还包括蒸汽凝水水管,蒸汽凝水水管和出水管均与合并管连通,且蒸汽凝水水管上设有蒸汽凝水电动阀,该蒸汽凝水电动阀与控制面板电联接,以对蒸汽凝水进行回收利用,达到节约资源的目的。
进一步地,船舶凝水和余热的再利用装置还包括旁通管,该旁通管的两端分别与进水管和出水管连通,且旁通管上设有旁通电动阀,该旁通电动阀与控制面板电联接,以便船舶处于夏季停泊模式且蒸汽凝水不多时,将空调凝水与蒸汽凝水混合成温度合适的洗涤热水,从而进一步提高夏季空调凝水的利用率,并尽可能满足洗涤用户的热水需求。
进一步地,船舶凝水和余热的再利用装置还包括设置在船舶底舱的热水箱,热水箱内设有可拆卸的竖直隔板,该竖直隔板将热水箱分为相互独立的一号腔室和二号腔室,所述一号腔室顶部和二号腔室顶部分别设有一号腔室进水管和二号腔室进水管,所述一号腔室进水管和二号腔室进水管均与合并管连通,且一号腔室进水管和二号腔室进水管上分别设置有一号腔室进水电动阀和二号腔室进水电动阀;所述一号腔室侧壁通过一号腔室排水管连通于空调用户,所述二号腔室侧壁通过二号腔室排水管连通于洗涤用户,所述一号腔室排水管上设有一号腔室排水增压泵和一号腔室排水电动阀,所述二号腔室排水管上设有二号腔室排水增压泵和二号腔室排水电动阀;所述一号腔室进水电动阀、一号腔室排水增压泵、一号腔室排水电动阀、二号腔室进水电动阀、二号腔室排水增压泵和二号腔室排水电动阀均与控制面板电联接,以便在冬季时,将热水分为两路,分别供给空调用户和洗涤用户,在其它季节时,将所有热水供给洗涤用户,以满足船舶用户在不同季节的正常生活。
进一步地,所述一号腔室内设有一号腔室冷却管,所述一号腔室冷却管进水口通过第一海水进水管连通于海水管,所述一号腔室冷却管出水口通过第一海水排水管连通至船舷外,所述第一海水进水管和第一海水排水管上分别设置有第一海水进水电动阀和第一海水排水电动阀;所述二号腔室内设有二号腔室冷却管,所述二号腔室冷却管进水口通过第二海水进水管连通于海水管,所述二号腔室冷却管出水口通过第二海水排水管连通至船舷外,所述第二海水进水管和第二海水排水管上分别设置有第二海水进水电动阀和第二海水排水电动阀;所述第一海水进水电动阀、第一海水排水电动阀、第二海水进水电动阀和第二海水排水电动阀均与控制面板电联接,以便对热水进行调温,满足用户设备对热水的温度要求。
进一步地,二号腔室排水管上设有紫外线杀菌灯,所述紫外线杀菌灯与控制面板电联接,以便对洗涤热水进行杀菌、消毒,确保洗涤用户的身体健康。
进一步地,合并管上设有Y型过滤器,以便对热水进行过滤,确保热水的清洁度。
进一步地,空调凝水水管、补水管、出水管、蒸汽凝水水管、一号腔室排水管和二号腔室排水管上均设有止回阀,防止水倒流。
进一步地,空调凝水水箱、一号腔室和二号腔室内均自上而下设置有高液位传感器、中液位传感器和低液位传感器,所述高液位传感器、中液位传感器和低液位传感器均与控制面板电联接,以便实时监测空调凝水水箱、一号腔室和二号腔室内的水位情况。
进一步地,空调凝水水箱底部、一号腔室底部和二号腔室底部均设有泄放管,所述泄放管上设有泄放电动阀,该泄放电动阀与控制面板电联接,以便船舶长时间搁置时,将本发明内部的积水排尽。
进一步地,蒸汽凝水水管、第一海水进水管、第二海水进水管、一号腔室排水管和二号腔室排水管上均设有流量传感器,所述流量传感器与控制面板电联接,以实时监测海水进水管、一号腔室排水管和二号腔室排水管内水的流量。
进一步地,一号腔室排水管和二号腔室排水管上均设有温度传感器,所述温度传感器与控制面板电联接,以实时监测一号腔室排水管和二号腔室排水管内水的温度。
进一步地,所述电动阀均为档位可调电动阀,起开、关及调节水流量的作用。
进一步地,控制面板与动力设备电联接,以便本发明与动力设备的运行进行联动。
本发明还提供了船舶凝水和余热再利用装置的使用方法,该使用方法至少包括以下两种工作模式:
A、冬季巡航模式:当处于冬季巡航模式时,动力机组有排气,船舶既需要供暖,又需要热水用于洗涤,其具体步骤包括:打开补水电动阀、蒸汽凝水电动阀、一号腔室进水电动阀、一号腔室排水电动阀、一号腔室排水增压泵、二号腔室进水电动阀、二号腔室排水电动阀、二号腔室排水增压泵、第一海水进水电动阀、第一海水排水电动阀、第二海水进水电动阀和第二海水排水电动阀,将获得的热水通过一号腔室排水管和二号腔室排水管分别流向供暖用户和洗涤用户;
B、其它季节巡航模式:当处于其它季节巡航模式时,动力机组有排气,船舶只需要热水用以洗涤,其具体步骤包括:S1、拆卸热水箱内的竖直隔板,使一号腔室与二号腔室连通;S2、打开空调凝水增压泵、蒸汽凝水电动阀、一号腔室进水电动阀、二号腔室进水电动阀、二号腔室排水电动阀、二号腔室排水增压泵、第二海水进水电动阀和第二海水排水电动阀,将获得的热水通过二号腔室排水管流向洗涤用户;S3、当空调凝水水箱内的中液位传感器失去信号时,打开补水电动阀;S4、当空调凝水水箱内的高液位传感器有信号时,关闭补水电动阀;S5、重复步骤S3~S4。
如上所述,本发明的一种船舶凝水和余热的再利用装置及其使用方法,具有以下有益效果:
本发明的船舶凝水和余热的再利用装置及其使用方法通过空调凝水箱收集空调凝水,并利用排气余热对这些空调凝水进行加热,以供给用户设备,既对空调凝水进行了回收利用,减少水资源的浪费,又对排气余热进行了二次利用,降低了能源消耗,并达到抑制红外辐射的目的;而蒸汽凝水的回收利用,进一步降低了热水资源的浪费,同时也保证了船舶停泊时用户设备的热水需求;通过在换热管外壁均匀设置突起物,既增加了换热面积,同时,排气流经突起物表面时形成强烈的紊流,起到提高传热效率的作用;通过在热水箱内设置两个储水腔和两个冷却管道,分别为空调用户和洗涤用户提供合适温度的热水,满足船员的正常生活,并根据季节情况,打开或关闭热水箱中的空调热媒水储水腔及对应的冷却管道,实现排气余热价值及热水价值的最大化,更好的满足船员需求;本发明的船舶凝水和余热的再利用装置能全自动运行,是对目前船舶普遍使用的加热设备的一种补充,可进一步缩小这些加热设备的规模,降低淡水资源和能源的消耗,不仅科学地回收利用了船舶凝水和动力设备排气中的高热值,为全船提供热水,而且还反过来起到了给动力设备排气降温以抑制红外辐射的功能。这种一举两得的做法填补了设计上的空白,其所带来的安全性、经济性以及环保性具有划时代里程碑的意义。
附图说明
图1为本发明的一种船舶凝水和余热的再利用装置的示意图。
图2为本发明中排气筒的示意图。
图3为图2的A向示意图。
图4为本发明中空调凝水箱的示意图。
图5为本发明中热水箱的示意图
图6为本发明的控制部分示意图
附图标记说明
空调凝水水管10,补水管11,进水管12,出水管13,蒸汽凝水水管14,合并管15,一号腔室进水管16a,二号腔室进水管16b,第一海水进水管17a,第二海水进水管17b,第一海水排水管18a,第二海水排水管18b,一号腔室排水管19a,二号腔室排水管19b,泄放管20,电动阀21,空调凝水电动阀21a,补水电动阀21b,进水电动阀21c,出水电动阀21d,蒸汽凝水电动阀21e,合并电动阀21f,一号腔室进水电动阀21g,二号腔室进水电动阀21h,第一海水进水电动阀21i,第一海水排水电动阀21j,一号腔室排水电动阀21k,第二海水进水电动阀21m,第二海水排水电动阀21n,二号腔室排水电动阀21o,泄放电动阀21p,旁通电动阀21q,止回阀22,Y型过滤器23,紫外线杀菌灯24,空调凝水水箱31,热水箱32,一号腔室33a,二号腔室33b,一号腔室冷却管34a,二号腔室冷却管34b,竖直隔板35,透气弯管36,旁通管37,排气筒41,排气筒法兰42,换热管43,突起物43a,分配管44a,集液管44b,管道法兰45,增压泵51,空调凝水增压泵51a,一号腔室排水增压泵51b,二号腔室排水增压泵51c,高液位传感器61,中液位传感器62,低液位传感器63,真空压力传感器64,压力传感器65,温度传感器66,流量传感器67,控制面板71,控制触摸屏72,电源进线73a,远程运行状态显示及综合故障报警信号线74b,动力设备连接信号线75b,电动阀控制信号线76a,电动阀状态信号线76b,紫外线杀菌灯控制信号线77a,紫外线杀菌灯状态信号线77b,增压泵控制信号线78a,增压泵状态信号线78b,高液位传感器状态信号线79b,中液位传感器状态信号线710b,低液位传感器状态信号线711b,真空压力传感器状态信号线712b,压力传感器状态信号线713b,温度传感器状态信号线714b,流量传感器状态信号线715b。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图6。须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1至图6所示,本发明的一种船舶凝水和余热的再利用装置,包括与动力机组排气口连通的排气筒41,其一端通过排气筒法兰42连通动力机组的排气管,另一端通过排气筒法兰42连接至烟囱帽;排气筒41的两端分别设置有分配管44a和集液管44b,排气筒41内安装有若干个竖直的换热管43,每个换热管43的两端分别与分配管44a和集液管44b连通,且换热管43的外壁上均匀分布有若干个突起物43a,在本实施例中,突起物43a为水平设置的针棒,其横截面为圆形、椭圆形、矩形、三角形等各种几何形状,本实施例优选设置为圆形;分配管44a上设有进水口,该进水口通过管道法兰45与进水管12连通,该进水管12通过空调凝水水管10与空调凝水水箱31连通,空调凝水水箱31内自上而下设置有高液位传感器61、中液位传感器62和低液位传感器63,进水管12上设有进水电动阀21c,空调凝水水管10上设有空调凝水增压泵51a、空调凝水电动阀21a和止回阀22;集液管44b上设有出水口,该出水口通过管道法兰45与出水管13连通,出水管13连通于用户设备,且出水管13上设有出水电动阀21d和止回阀22,以便将空调凝水水箱31收集到的空调凝水加热后供给用户设备;船舶凝水和余热的再利用装置还包括补水管11,该补水管11通过进水管12与分配管44a进水口连通,且补水管11上设有补水电动阀21b和止回阀22,以便在空调凝水不足时,打开补水电动阀21b进行补水;空调凝水增压泵51a、空调凝水电动阀21a、补水电动阀21b、进水电动阀21c、出水电动阀21d、高液位传感器61、中液位传感器62和低液位传感器63均与控制面板71电联接。
如图2和图3所示,分配管44a的进水口和集液管44b的出水口均位于排气筒41的外侧,突起物43a在换热管43的外壁呈圆形辐射分布,且换热管43均匀布置在排气筒41的内壁四周,在本实施例中,换热管43的数量优选设置为8个。
如图1和图6所示,船舶凝水和余热的再利用装置还包括蒸汽凝水水管14,蒸汽凝水水管14和出水管13均与合并管15连通,且蒸汽凝水水管14上设有蒸汽凝水电动阀21e、止回阀22和流量传感器67,蒸汽凝水电动阀21e和流量传感器67均与控制面板71电联接,以便将蒸汽设备产生的凝水回收利用,减少热水资源浪费。
如图1和图6所示,船舶凝水和余热的再利用装置还包括旁通管37,该旁通管37的两端分别与进水管12和出水管13连通,且旁通管37上设有旁通电动阀21q,该旁通电动阀21q与控制面板71电联接,以便船舶处于夏季停泊模式且蒸汽凝水不多时,将进水管中的空调凝水与蒸汽凝水混合成温度合适的洗涤热水,从而进一步提高夏季空调凝水的利用率,并尽可能满足洗涤用户的用水需求。
如图1和图6所示,船舶凝水和余热的再利用装置还包括设置在船舶底舱的热水箱32,热水箱32内设有可拆卸的竖直隔板35,该竖直隔板35将热水箱32分为相互独立的一号腔室33a和二号腔室33b,且一号腔室33a内和二号腔室33b内均自上而下设置有高液位传感器61、中液位传感器62和低液位传感器63;一号腔室33a顶部和二号腔室33b顶部分别设有一号腔室进水管16a和二号腔室进水管16b,且一号腔室进水管16a和二号腔室进水管16b均与合并管15连通,合并管15上设有合并电动阀21f,且合并管15上还设有Y型过滤器23,以对合并管15中的热水进行过滤;一号腔室进水管16a和二号腔室进水管16b上分别设置有一号腔室进水电动阀21g和二号腔室进水电动阀21h,一号腔室33a侧壁通过一号腔室排水管19a连通于空调用户,二号腔室33b侧壁通过二号腔室排水管19b连通于洗涤用户,一号腔室排水管19a上设有一号腔室排水增压泵51b、一号腔室排水电动阀21k、止回阀22、温度传感器66和流量传感器67,二号腔室排水管19b上设有二号腔室排水增压泵51c、二号腔室排水电动阀21o、止回阀22、温度传感器66和流量传感器67;合并电动阀21f、一号腔室进水电动阀21g、一号腔室排水增压泵51b、一号腔室排水电动阀21k、二号腔室进水电动阀21h、二号腔室排水增压泵51c、二号腔室排水电动阀21o、高液位传感器61、中液位传感器62、低液位传感器63、温度传感器66和流量传感器67均与控制面板71电联接,以便在冬季时,将获得的热水通过热水箱32分别供给空调用户和洗涤用户,并在其它季节时,拆卸竖直隔板35,将全部热水供给洗涤用户。
如图5和图6所示,一号腔室33a内设有一号腔室冷却管34a,一号腔室冷却管34a两端分别设有一号腔室冷却管进水口和一号腔室冷却管出水口,一号腔室冷却管进水口通过第一海水进水管17a连通于海水管,一号腔室冷却管出水口通过第一海水排水管18a连通至船舷外,且第一海水进水管17a和第一海水排水管18a上分别设置有第一海水进水电动阀21i和第一海水排水电动阀21j;二号腔室33b内设有二号腔室冷却管34b,二号腔室冷却管34b两端分别设有二号腔室冷却管进水口和二号腔室冷却管出水口,且二号腔室冷却管进水口通过第二海水进水管17b连通于海水管,二号腔室冷却管出水口通过第二海水排水管18b连通至船舷外,第二海水进水管17b和第二海水排水管18b上分别设置有第二海水进水电动阀21m和第二海水排水电动阀21n;第一海水进水电动阀21i、第一海水排水电动阀21j、第二海水进水电动阀21m和第二海水排水电动阀21n均与控制面板71电联接,以根据用户需求,将热水调节至合适温度。
如图1和图6所示,二号腔室排水管19b上设有紫外线杀菌灯24,且紫外线杀菌灯24与控制面板71电联接,以对洗涤热水进行杀菌、消毒,防止损害人体健康。
如图1和图6所示,空调凝水水箱31底部、一号腔室33a底部和二号腔室33b底部均设有泄放管20,泄放管20上设有泄放电动阀21p,且泄放电动阀21p与控制面板71电联接,以便本发明装置长期搁置时,排尽其内部的积水。
如图1和图6所示,第一海水进水管17a和第二海水进水管17b上均设有流量传感器67,该流量传感器67与控制面板71电联接,以实时监测第一海水进水管17a和第二海水进水管17b内海水流量。
如图1和图6所示,空调凝水增压泵51a,一号腔室排水增压泵51b,二号腔室排水增压泵51c的进水口均设有真空压力传感器64,空调凝水增压泵51a,一号腔室排水增压泵51b,二号腔室排水增压泵51c的出水口均设有压力传感器64,且真空压力传感器64、压力传感器65均与控制面板71电联接,以实时监测真压泵51两端的压力。
如图6所示,控制面板71与动力设备电联接,以与动力设备的运行进行联动。
在本实施例中,电动阀均为档位可调电动阀,起打开、关闭和调节水流量的作用。
以下是对本发明装置各部件的具体描述:
1)管路单元
管路单元的作用是给本发明起到进水、出水、泄放、冷却、透气和旁通的功能。
如图1至图5所示,管路单元包括空调凝水水管10、补水管11,进水管12,出水管13,蒸汽凝水水管14,合并管15,一号腔室进水管16a,二号腔室进水管16b,第一海水进水管17a,第二海水进水管17b,第一海水排水管18a,第二海水排水管18b,一号腔室排水管19a,二号腔室排水管19b,泄放管20、一号腔室冷却管34a,二号腔室冷却管34b、透气弯管36和旁通管37。
由于动力设备排气管的排出口位于船舶的上层建筑,因此本发明选择位于上层建筑内所有空调设备,就近收集汇总空调凝水作为换热装置的主要供水源;用户也可以根据全船空调设备的数量,收集汇总全船所有空调设备的凝水作为船舶巡航模式下换热装置的主要供水源或者船舶处于夏季停泊模式下调节蒸汽凝水温度的水源。
空调凝水水管10与空调设备凝水水箱31连接,以便将空调设备凝水水箱31收集的空调凝水供给换热装置或者用于调节蒸汽凝水温度。
当其他季节(春、秋、冬季)空调设备不制冷或者夏季空调设备冷凝水量不足的情况下,通过补水管11补充冷水。
空调凝水水管10与补水管11合并,成为进水管12,将冷水输送至换热装置加热或者与蒸汽凝水混合用于调节蒸汽凝水温度。
冷水进入换热装置成为热水之后,从出水管13排出,并且依靠重力从船舶的上层建筑输送到安装在底部机舱内的热水箱32内。
本发明收集汇总全船所有蒸汽设备的凝水(~90℃),让其依靠重力从上之下汇总流入蒸汽凝水水管14内。
然后,出水管13与蒸汽凝水水管14汇总成合并管15。
当船舶处于夏季停泊模式时,空调凝水还通过旁通管37进入合并管15与蒸汽凝水混合,并将水温调节至合适温度,供给用户设备。
合并管15通过一号腔室进水管16a和二号腔室进水管16b分别为热水箱32内的一号腔室33a和二号腔室33b提供热水。
由于本发明最终输送的空调热媒水和洗涤热水两者的温度不同,空调热媒水为~45℃,洗涤热水为~65℃,因此进入热水水箱32两个腔室内的海水流量也不尽相同。
第一海水进水管17a连接海水管,将满足压力及流量的海水输送至一号腔室33a内的一号腔室冷却管34a,升温后从第一海水排水管18a就近排至舷侧附件。第二海水进水管17b连接海水管,将满足压力及流量的海水输送至二号腔室33b内的二号腔室冷却管34b,升温后从第二海水排水管18b就近排至舷侧附件。
最后,满足压力、温度及流量的空调热媒水从一号腔室排水管19a输送至全船空调用户,以及满足压力、温度及流量的洗涤热水从二号腔室排水管19b输送至全船洗涤热水用户。
当然,空调凝水水箱31、一号腔室33a和二号腔室33b的底部均设有泄放管20,当空调凝水水箱31和热水箱32需要做维护保养时,以此放尽水箱内的存水;并且,为了保持进、出水的压力平衡,空调凝水水箱31、一号腔室33a和二号腔室33b的顶部均设有透气弯管36。
2)阀附件单元
阀附件单元的作用具有开、关、调节流量和止回的功能。
如图1所示,阀附件单元包括电动阀21和止回阀22。
电动阀21为档位可调电动阀,其功能是开、关以及调节水流量,包括空调凝水电动阀21a、补水电动阀21b、进水电动阀21c、出水电动阀21d、蒸汽凝水电动阀21e、合并电动阀21f、一号腔室进水电动阀21g、二号腔室进水电动阀21h、第一海水进水电动阀21i、第二海水进水电动阀21m、第一海水排水电动阀21j、第二海水排水电动阀21n、一号腔室排水电动阀21k、二号腔室排水电动阀21o、泄放电动阀21p和旁通电动阀21q,分别安装在空调凝水水管10、补水管11、进水管12、出水管13、蒸汽凝水水管14、合并管15、一号腔室进水管16a、二号腔室进水管16b、第一海水进水管17a、第二海水进水管17b、第一海水排水管18a、第二海水排水管18b、一号腔室排水管19a、二号腔室排水管19b、泄放管20和旁通管37上。
如图6所示,电动阀21通过电动阀控制信号线76a接收到控制面板71传输过来的开、关以及调节水流量的控制信号;并将状态信号通过电动阀状态信号线76b传输给控制面板71。
在空调凝水水管10、补水管11、出水管13、蒸汽凝水水管14、一号腔室排水管19a和二号腔室排水管19b上都安装有止回阀22,其功能是让管内的水单向流动,防止倒流。
3)清洁单元
清洁单元具有过滤、杀菌消毒的功能。
为了保证本发明最终输送的空调热媒水和洗涤热水中没有杂质,在合并管15上安装Y型过滤器23,其作用是过滤掉前面输送过来的热水中的铁锈皮等杂质。
由于洗涤热水不光要给机械设备使用,还要给船员使用(如洗澡、盥洗等),因此,在二号腔室排水管19b上安装紫外线杀菌灯24。其作用是杀灭掉二号腔室排水管19b中洗涤热水内的微生物、病毒以及细菌,保证了进入洗涤热水用户的水质清洁。
如图6所示,紫外线杀菌灯24通过紫外线杀菌灯控制信号线77a接收到控制面板71传输过来的开、关控制信号;并将状态信号通过紫外线杀菌灯状态信号线77b传输给控制面板71。
4)水箱单元
水箱单元的作用是临时储存水。
如图1、图4和图5所示,水箱单元包括空调凝水水箱31和热水箱32。
空调凝水水箱31用来收集、储存空调设备的冷凝水。
由于本发明将上层建筑内所有空调设备的冷凝水收集汇总起来作为换热装置的主要供水源,因此空调凝水水箱31也安装于船舶的高层;用户也可以根据全船空调设备的数量,收集汇总全船所有空调设备的冷凝水作为换热装置的主要供水源,这时空调凝水水箱31就可以安装于船舶的底层机舱内。
热水箱32用来临时储存并处理合并管15内的热水,其安装在船舶的底层机舱内。
热水箱32内部通过竖直隔板35一分为二,左边为一号腔室33a,用来处理空调热媒水,右边为二号腔室33b,用来处理洗涤热水。用户也可以根据每型船舶上的实际情况,将热水水箱32内部通过竖直隔板35一分为n,用来处理其他用途的热水。竖直隔板35可使热水箱32的储水用途更灵活便捷。
由于本发明最终输送的空调热媒水和洗涤热水两者的温度不同,进入热水箱32内两个水腔的海水冷却水流量也不尽相同,因此在一号腔室33a和二号腔室33b内分别安装有一号腔室冷却管34a和二号腔室冷却管34b,以便将空调热媒水降温到~45℃,将洗涤热水降温到~65℃。一号腔室冷却管34a和二号腔室冷却管34b上均设有无数肋片,增加了冷热交换的表面积,使冷却效果更好。
5)换热装置
换热装置的作用是使冷水快速升温、降低动力设备排气温度和抑制红外辐射,既循环利用了动力设备排气的废热,又成功地解决了其红外辐射的问题。
动力设备如燃气轮机、柴油机、动力锅炉等,其排气温度高达400~600℃,让其白白地排至露天,不仅浪费热值,而且还具有很大的红外辐射,不利于船舶的自身安全。
因此,为了充分利用排气余热,将原先位于上层建筑烟囱内最末端的一段排气管替换成本发明中的换热装置,或者根据每型船舶排气管的长度及目标制水的用途和温度,将位于机舱内动力设备的排气口一直到位于上层建筑烟囱最末端的整路排气管都替换成本发明中的换热装置。
如图1至图3所示,换热装置包括排气筒41、排气筒法兰42、换热管43、突起物43a、分配管44a、集液管44b和管道法兰45。
排气筒41内部沿圆筒四周均布一圈换热管43。
排气筒41呈两头小、中间大的橄榄状,其两端各安装一个排气筒法兰42,分别与船舶上已有的动力设备排气管和烟囱帽连接。
在排气筒41内部沿圆筒四周均布多根换热管43,换热管43的数量可以根据每型船舶及其排气管的规模确定,本实施例换热管43的数量优选为8根。换热管43的外壁从上至下、均匀密布着多个突起物43a,且位于换热管43上同一高度的突起物43a在换热管43的外壁呈圆形辐射分布,其作用是增加冷热交换的表面积,提高换热效果,不仅使换热管43内的冷水快速升温,还能使排气筒41内的排气快速降温。在本实施例中,突起物43a为水平设置的针棒,其横截面为圆形、椭圆形、矩形、三角形等各种几何形状,本实施例优选设置为圆形。为了保证更好的换热效率,换热管43上突起物43a的长度可以不完全相同,只要不发生干涉即可。
每根换热管43的两端分别从排气筒41两端伸出(注意要满足密封性),分别汇总成分配管44a和集液管44b,用于冷水流进和热水流出,在本实施例中,分配管44a和集液管44b为环管,便于与排气筒41筒内四周均布的换热管43连接。
分配管44a的进水口和集液管44b的出水口均设有管道法兰45,分别连接进水管12和出水管13。
6)增压泵单元
增压泵单元的作用是给空调凝水以及本发明最终输送的空调热媒水和洗涤热水增压,让其满足压力要求。
如图1所示,增压泵单元即为增压泵51,包括空调凝水增压泵51a,一号腔室排水增压泵51b,二号腔室排水增压泵51c,分别安装在空调凝水水管10、一号腔室排水管19a和二号腔室排水管19b上。
如图6所示,增压泵51通过增压泵控制信号线78a接收到控制面板71传输过来的启、停控制信号;又将状态信号通过增压泵状态信号线78b传输给控制面板71。
7)传感器
采用传感器对本发明的状态进行实时监测,保证了本发明的安全性和稳定性。
如图1、图4、图5和图6所示,传感器包括高液位传感器61、中液位传感器62、低液位传感器63、真空压力传感器64、压力传感器65、温度传感器66和流量传感器67。
本发明液位传感器安装于空调凝水水箱31、一号腔室33a和二号腔室33b的内壁。高液位传感器61、中液位传感器62和低液位传感器63实时监测水箱内水的液位,并将各自的液位信号通过高液位传感器状态信号线79b、中液位传感器状态信号线710b和低液位传感器状态信号线711b输送给控制面板71。
真空压力传感器64和压力传感器65分别安装在本发明三台增压泵51的前、后管路上,实时监测三台增压泵51前、后的压力,并将各自的真空压力信号和压力信号通过真空压力传感器状态信号线712b和压力传感器状态信号线713b输送给控制面板71。
温度传感器66安装在一号腔室排水管19a和二号腔室排水管19b上,实时监测本发明最终输送的空调热媒水和洗涤热水的温度,并将各自的温度信号通过温度传感器状态信号线714b输送给控制面板71。
流量传感器67安装在蒸汽凝水水管14、第一海水进水管17a、第二海水进水管17b、一号腔室排水管19a和二号腔室排水管19b上,实时监测进入蒸汽凝水水管14、一号腔室冷却管34a和二号腔室冷却管34b内水的流量,以及实时监测本发明最终输送的空调热媒水和洗涤热水的流量,并将各自的流量信号通过流量传感器状态信号线715b输送给控制面板71。
8)控制单元
控制单元对阀附件单元、增压泵单元、紫外线杀菌灯和传感器进行控制,保证了本发明的智能化全自动运行。它的电源进线73a为AC380V的电缆,满足船舶上的用电需求。
控制单元与阀附件单元、增压泵单元、紫外线杀菌灯和传感器连接,并对这些设备的工作进行控制及对其运行状态进行监控;同时,与动力设备的运行进行联动;并且具有远程运行状态显示及综合故障报警功能。
如图6所示,双点划线表示本发明的电源线及控制信号线,单点划线表示本发明的状态信号线。控制单元包括控制面板71、控制触摸屏72、电源进线73a、远程运行状态显示及综合故障报警信号线74b、动力设备连接信号线75b、电动阀控制信号线76a、电动阀状态信号线76b、紫外线杀菌灯控制信号线77a、紫外线杀菌灯状态信号线77b、增压泵控制信号线78a、增压泵状态信号线78b、高液位传感器状态信号线79b、中液位传感器状态信号线710b、低液位传感器状态信号线711b、真空压力传感器状态信号线712b、压力传感器状态信号线713b、温度传感器状态信号线714b和流量传感器状态信号线715b。
控制面板71上安装有控制触摸屏72,上面实时显示本发明的运行情况及运行状态,并由其实现对本发明进行智能化全自动控制。
控制单元的作用:
(1)对阀附件单元、紫外线杀菌灯及增压泵单元的工作进行控制
控制面板71将控制信号通过电动阀控制信号线76a输送到电动阀21,控制每个电动阀21的开、关以及调节水流量。
控制面板71将控制信号通过紫外线杀菌灯控制信号线77a输送到紫外线杀菌灯24,控制紫外线杀菌灯24的开、关。
控制面板71将控制信号通过增压泵控制信号线78a输送到增压泵单元控制三台增压泵51的启、停。
(2)对阀附件单元、紫外线杀菌灯、增压泵单元及传感器的运行状态进行监控
控制面板71通过电动阀状态信号线76b接收阀附件单元的状态信号来监测每个带档位调节功能的电动阀21的运行状态。
控制面板71通过紫外线杀菌灯状态信号线77b接收紫外线杀菌灯24的状态信号来监测紫外线杀菌灯24的运行状态。
控制面板71通过增压泵状态信号线78b接收到增压泵的状态信号来监测三台增压泵51的运行状态。
控制面板71通过高液位传感器状态信号线79b、中液位传感器状态信号线710b和低液位传感器状态信号线711b接收到液位信号来监测空调凝水水箱31、一号腔室33a和二号腔室33b内水的液位。
控制面板71通过真空压力传感器状态信号线712b和压力传感器状态信号线713b接收到压力信号来监测三台增压泵51前、后的压力。
控制面板71通过温度传感器状态信号线714b接收到温度信号来监测本发明最终输送的空调热媒水和洗涤热水的温度。
控制面板71通过流量传感器状态信号线715b接收到流量信号来监测进入第一海水进水管17a和第二海水进水管17b内的海水流量,以及本发明最终输送的空调热媒水和洗涤热水的流量。
(3)与动力设备的运行进行联动
控制面板71与动力设备之间有一根动力设备连接信号线75b,实时接收到动力设备的运行状态(巡航或是停泊)。
当动力设备在巡航期间,本发明通过控制信号线自动打开空调凝水增压泵51a、空调凝水电动阀21a、补水电动阀21b、进水电动阀21c,使换热装置进入工作状态,对动力设备的排气热值进行循环再利用,同时一举两得地降低了动力设备的排气温度和红外辐射。
当动力设备在停泊期间,由于没有排气,无法加热空调凝水,本发明装置将蒸汽设备提供的蒸汽凝水作为用户设备的热水来源。
(4)具有远程运行状态显示及综合故障报警功能
控制面板71具有远程信息输送功能,其通过远程运行状态显示及综合故障报警信号线74b向本船上级监控中心输送本发明的运行状态及综合故障报警信号。
本发明还提供了船舶凝水和余热的再利用装置的使用方法,该使用方法至少包括以下两种工作模式:
A、冬季巡航模式:当处于冬季巡航模式时,动力机组有排气,船舶既需要供暖,又需要热水用于洗涤,其具体步骤包括:打开补水电动阀21b、进水电动阀21c、出水电动阀21d、蒸汽凝水电动阀21e、合并电动阀21f、一号腔室进水电动阀21g、一号腔室排水电动阀21k、一号腔室排水增压泵51b、二号腔室进水电动阀21h、二号腔室排水电动阀21o、二号腔室排水增压泵51c、第一海水进水电动阀21i、第一海水排水电动阀21j、第二海水进水电动阀21m、第二海水排水电动阀21n和紫外线杀菌灯24,将获得的热水通过一号腔室排水管19a和二号腔室排水管19b分别流向供暖用户和洗涤用户;
B、其它季节巡航模式:当处于其它季节巡航模式时,动力机组有排气,船舶只需要热水用以洗涤,其具体步骤包括:S1、拆卸热水箱32内的竖直隔板35,使一号腔室33a与二号腔室33b连通;S2、打开空调凝水增压泵51a、空调凝水电动阀21a、进水电动阀21c、出水电动阀21d、蒸汽凝水电动阀21e、合并电动阀21f、一号腔室进水电动阀21g、二号腔室进水电动阀21h、二号腔室排水电动阀21o、二号腔室排水增压泵51c、第二海水进水电动阀21m、第二海水排水电动阀21n和紫外线杀菌灯24,将获得的热水通过二号腔室排水管19b流向洗涤用户;S3、当空调凝水水箱31内的中液位传感器62失去信号时,打开补水电动阀21b;S4、当空调凝水水箱31内的高液位传感器61有信号时,关闭补水电动阀21b;S5、重复步骤S3~S4;
本发明是对全船空调设备凝水、蒸汽设备凝水和其热值以及动力设备排气热值的一种循环再利用。
当动力设备在巡航的时候,即本发明通过动力设备连接信号线75b接收到动力设备在运行时,本发明将蒸汽凝水以及通过排气余热加热获得的热水作为用户设备的热水源;当动力设备停机时,即本发明通过动力设备连接信号线75b接收到动力设备在停机时,只将蒸汽凝水作为用户设备的热水源。
本发明装置的具体工作模式如下:
1、冬季巡航模式:
当船舶处于巡航模式下,船舶用户较多,需要消耗大量的洗涤热水,而处于冬季的船舶用户还需热煤水供暖,进一步增加了热水的需求量。
冬天用户无需制冷,故船上空调均处于关闭状态(即不会产生空调凝水),需额外设置水源作为换热装置的供水源,以便在回收利用排气余热的同时,为船舶用户提供大量热水。
此外,蒸汽设备在冬季会产生大量的蒸汽凝水,可作为用户设备的另一个热水源,进一步满足了冬季巡航模式下,船舶用户的热水需求。
如图1、图5和图6所示,当处于冬季巡航模式时,动力机组有排气,船舶既需要供暖,又需要热水用于洗涤,其具体步骤包括:打开补水电动阀21b、进水电动阀21c、出水电动阀21d、蒸汽凝水电动阀21e、合并电动阀21f、一号腔室进水电动阀21g、一号腔室排水电动阀21k、一号腔室排水增压泵51b、二号腔室进水电动阀21h、二号腔室排水电动阀21o、二号腔室排水增压泵51c、第一海水进水电动阀21i、第一海水排水电动阀21j、第二海水进水电动阀21m、第二海水排水电动阀21n和紫外线杀菌灯24,将获得的热水通过一号腔室排水管19a和二号腔室排水管19b分别流向供暖用户和洗涤用户。
2、冬季停泊模式
当船舶处于停泊模式下,船舶用户减少,需要的洗涤热水虽然也相应减少,但处于冬季的船舶用户还需热煤水供暖,因此,总的热水需求量仍然较多。
当处于冬季停泊模式时,动力机组无排气产生,且空调不制冷无空调凝水产生,此时,只将蒸汽设备产生的蒸汽凝水作为用户设备的热水源,由于蒸汽设备在冬季会产生大量的蒸汽凝水,足以满足停泊模式下的冬季船舶用户需求。
如图1、图5和图6所示,当处于冬季停航模式时,动力机组无排气,船舶既需要供暖,又需要热水用于洗涤,其具体步骤包括:打开蒸汽凝水电动阀21e、合并电动阀21f、一号腔室进水电动阀21g、一号腔室排水电动阀21k、一号腔室排水增压泵51b、二号腔室进水电动阀21h、二号腔室排水电动阀21o、二号腔室排水增压泵51c、第一海水进水电动阀21i、第一海水排水电动阀21j、第二海水进水电动阀21m、第二海水排水电动阀21n和紫外线杀菌灯24,将获得的热水通过一号腔室排水管19a和二号腔室排水管19b分别流向供暖用户和洗涤用户。
3、其它季节巡航模式
当处于其它季节时,船舶用户无需供暖,只需提供洗涤热水即可,而当船舶处于巡航模式下,船舶用户较多,使得洗涤热水的需求量加大。由于空调在夏季长期制冷,春、秋两季偶尔制冷,将空调产生的空调凝水送入换热装置加热获得热水,以对空调凝水和排气余热进行回收利用,当空调凝水不足时,需额外设置水源作为换热装置的供水源。
此外,蒸汽设备在其它季节产生的蒸汽凝水减少,可作为用户设备的另一个热水源,进一步满足了其它季节巡航模式下,船舶用户的热水需求。
如图1、图5和图6所示,当处于其它季节巡航模式时,动力机组有排气,船舶只需要热水用以洗涤,其具体步骤包括:S1、拆卸热水箱32内的竖直隔板35,使一号腔室33a与二号腔室33b连通;S2、打开空调凝水增压泵51a、空调凝水电动阀21a、进水电动阀21c、出水电动阀21d、蒸汽凝水电动阀21e、合并电动阀21f、一号腔室进水电动阀21g、二号腔室进水电动阀21h、二号腔室排水电动阀21o、二号腔室排水增压泵51c、第二海水进水电动阀21m、第二海水排水电动阀21n和紫外线杀菌灯24,将获得的热水通过二号腔室排水管19b流向洗涤用户;S3、当空调凝水水箱31内的中液位传感器62失去信号时,打开补水电动阀21b;S4、当空调凝水水箱31内的高液位传感器61有信号时,关闭补水电动阀21b;S5、重复步骤S3~S4.
4、其它季节停泊模式
当船舶处于停泊模式下,船舶用户减少,需要的洗涤热水也相应减少,且处于其它季节的船舶用户无需热煤水供暖。因此,在此模式下,船舶用户的热水需求量不多。
当处于其它季节停泊模式时,动力机组无排气产生,此时,只将蒸汽设备产生的蒸汽凝水作为用户设备的热水源,由于蒸汽设备在其它季节产生的蒸汽凝水不多,且空调制冷会产生空调凝水,为了尽可能的回收利用空调凝水及蒸汽凝水的热值,同时尽可能满足此工作模式下船舶用户的热水需求,通过混合空调凝水与蒸汽凝水形成合适温度的洗涤热水,使得提供的洗涤热水量增加,同时满足了洗涤用户的温度需求和热水量需求。
如图1、图5和图6所示,当处于其它季节停航模式时,动力机组无排气,船舶只需要热水用以洗涤,其具体步骤包括:S1、拆卸热水箱32内的竖直隔板35,使一号腔室33a与二号腔室33b连通;S2、打开蒸汽凝水电动阀21e、合并电动阀21f、旁通电动阀21q、一号腔室进水电动阀21g、二号腔室进水电动阀21h、二号腔室排水电动阀21o、二号腔室排水增压泵51c和紫外线杀菌灯24,将获得的热水通过二号腔室排水管19b流向洗涤用户。
由于蒸汽设备在夏季产生的蒸汽凝水较少,甚至没有,为了防止能源浪费,当控制面板71通过动力设备连接信号线75b接收到动力设备停止时(即船舶处于停泊模式),且控制面板71通过流量传感器状态信号线715b监测到蒸汽凝水水管14中没有流量时,控制面板71自动关闭本发明。
综上所述,本发明的船舶凝水和余热的再利用装置及其使用方法通过空调凝水箱收集空调凝水,并利用排气余热对这些空调凝水进行加热,以供给用户设备,既对空调凝水进行了回收利用,减少水资源的浪费,又对排气余热进行了二次利用,降低了能源消耗,并达到抑制红外辐射的目的;而蒸汽凝水的回收利用,进一步降低了热水资源的浪费,同时也保证了船舶停泊时用户设备的热水需求;通过在换热管外壁均匀设置突起物,既增加了换热面积,同时,排气流经突起物表面时形成强烈的紊流,起到提高传热效率的作用;通过在热水箱内设置两个储水腔和两个冷却管道,分别为空调用户和洗涤用户提供合适温度的热水,满足船员的正常生活,并根据季节情况,打开或关闭热水箱中的空调热媒水储水腔及对应的冷却管道,实现排气余热价值及热水价值的最大化,更好的满足船员需求;本发明的船舶凝水和余热的再利用装置能全自动运行,是对目前船舶普遍使用的加热设备的一种补充,可进一步缩小这些加热设备的规模,降低淡水资源和能源的消耗,不仅科学地回收利用了船舶凝水和动力设备排气中的高热值,为全船提供热水,而且还反过来起到了给动力设备排气降温以抑制红外辐射的功能。这种一举两得的做法填补了设计上的空白,其所带来的安全性、经济性以及环保性具有划时代里程碑的意义。
综上所述,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点并具有高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (15)
1.一种船舶凝水和余热的再利用装置,包括与动力机组排气口连通的排气筒(41),其特征在于,所述排气筒(41)的两端分别设置有分配管(44a)和集液管(44b),所述排气筒(41)内安装有若干个竖直的换热管(43),每个换热管(43)的两端分别与分配管(44a)和集液管(44b)连通,且每个换热管(43)的外壁上均匀分布有若干个突起物(43a);所述分配管(44a)上设有进水口,该进水口通过空调凝水水管(10)与空调凝水水箱(31)连通,所述空调凝水水管(10)上设有空调凝水增压泵(51a);所述集液管(44b)设有出水口,该出水口通过出水管(13)连通于用户设备;所述空调凝水增压泵(51a)与控制面板(71)电联接;
所述船舶凝水和余热的再利用装置还包括补水管(11),所述补水管(11)出水口和空调凝水水管(10)出水口均通过进水管(12)与分配管(44a)进水口连通,所述补水管(11)上设有补水电动阀(21b),所述补水电动阀(21b)与控制面板(71)电联接;
所述船舶凝水和余热的再利用装置还包括蒸汽凝水水管(14),所述蒸汽凝水水管(14)和出水管(13)均与合并管(15)连通,且蒸汽凝水水管(14)上设有蒸汽凝水电动阀(21e),所述蒸汽凝水电动阀(21e)与控制面板(71)电联接;
所述船舶凝水和余热的再利用装置还包括设置在船舶底舱的热水箱(32),所述热水箱(32)内设有可拆卸的竖直隔板(35),该竖直隔板(35)将热水箱(32)分为相互独立的一号腔室(33a)和二号腔室(33b),所述一号腔室(33a)顶部和二号腔室(33b)顶部分别设有一号腔室进水管(16a)和二号腔室进水管(16b),所述一号腔室进水管(16a)和二号腔室进水管(16b)均与合并管(15)连通,且一号腔室进水管(16a)和二号腔室进水管(16b)上分别设置有一号腔室进水电动阀(21g)和二号腔室进水电动阀(21h);所述一号腔室(33a)侧壁通过一号腔室排水管(19a)连通于空调用户,所述二号腔室(33b)侧壁通过二号腔室排水管(19b)连通于洗涤用户,所述一号腔室排水管(19a)上设有一号腔室排水增压泵(51b)和一号腔室排水电动阀(21k),所述二号腔室排水管(19b)上设有二号腔室排水增压泵(51c)和二号腔室排水电动阀(21o);所述一号腔室进水电动阀(21g)、一号腔室排水增压泵(51b)、一号腔室排水电动阀(21k)、二号腔室进水电动阀(21h)、二号腔室排水增压泵(51c)和二号腔室排水电动阀(21o)均与控制面板(71)电联接。
2.根据权利要求1所述的一种船舶凝水和余热的再利用装置,其特征在于,所述突起物(43a)为水平设置的圆柱形针棒。
3.根据权利要求1所述的一种船舶凝水和余热的再利用装置,其特征在于,所述若干个换热管(43)均匀布置在排气筒(41)的内壁四周。
4.根据权利要求1所述的一种船舶凝水和余热的再利用装置,其特征在于,所述船舶凝水和余热的再利用装置还包括旁通管(37),所述旁通管(37)的两端分别与进水管(12)和出水管(13)连通,且旁通管(37)上设有旁通电动阀(21q),所述旁通电动阀(21q)与控制面板(71)电联接。
5.根据权利要求1所述一种船舶凝水和余热的再利用装置,其特征在于,所述一号腔室(33a)内设有一号腔室冷却管(34a),所述一号腔室冷却管进水口通过第一海水进水管(17a)连通于海水管,所述一号腔室冷却管出水口通过第一海水排水管(18a)连通至船舷外,所述第一海水进水管(17a)和第一海水排水管(18a)上分别设置有第一海水进水电动阀(21i)和第一海水排水电动阀(21j);所述二号腔室(33b)内设有二号腔室冷却管(34b),所述二号腔室冷却管进水口通过第二海水进水管(17b)连通于海水管,所述二号腔室冷却管出水口通过第二海水排水管(18b)连通至船舷外,所述第二海水进水管(17b)和第二海水排水管(18b)上分别设置有第二海水进水电动阀(21m)和第二海水排水电动阀(21n);所述第一海水进水电动阀(21i)、第一海水排水电动阀(21j)、第二海水进水电动阀(21m)和第二海水排水电动阀(21n)均与控制面板(71)电联接。
6.根据权利要求1所述一种船舶凝水和余热的再利用装置,其特征在于,所述二号腔室排水管(19b)上设有紫外线杀菌灯(24),该紫外线杀菌灯(24)与控制面板(71)电联接。
7.根据权利要求1所述一种船舶凝水和余热的再利用装置,其特征在于,所述合并管(15)上设有Y型过滤器(23)。
8.根据权利要求1所述一种船舶凝水和余热的再利用装置,其特征在于,所述空调凝水水管(10)、补水管(11)、出水管(13)、蒸汽凝水水管(14)、一号腔室排水管(19a)和二号腔室排水管(19b)上均设有止回阀(22)。
9.根据权利要求5所述的一种船舶凝水和余热的再利用装置,其特征在于,所述空调凝水水箱(31)、一号腔室(33a)和二号腔室(33b)内均自上而下设置有高液位传感器(61)、中液位传感器(62)和低液位传感器(63),所述高液位传感器(61)、中液位传感器(62)和低液位传感器(63)均与控制面板(71)电联接。
10.根据权利要求9所述一种船舶凝水和余热的再利用装置,其特征在于,所述空调凝水水箱(31)底部、一号腔室(33a)底部和二号腔室(33b)底部均设有泄放管(20),所述泄放管(20)上设有泄放电动阀(21p),该泄放电动阀(21p)与控制面板(71)电联接。
11.根据权利要求10所述一种船舶凝水和余热的再利用装置,其特征在于,所述蒸汽凝水水管(14)、第一海水进水管(17a),第二海水进水管(17b)、一号腔室排水管(19a)和二号腔室排水管(19b)上均设有流量传感器(67),该流量传感器(67)与控制面板(71)电联接。
12.根据权利要求11所述一种船舶凝水和余热的再利用装置,其特征在于,所述一号腔室排水管(19a)和二号腔室排水管(19b)上均设有温度传感器(66),该温度传感器(66)与控制面板(71)电联接。
13.根据权利要求12所述一种船舶凝水和余热的再利用装置,其特征在于,所述船舶凝水和余热的再利用装置中使用的电动阀均为档位可调电动阀。
14.根据权利要求13所述一种船舶凝水和余热的再利用装置,其特征在于,所述控制面板(71)与动力设备电联接。
15.一种权利要求14所述船舶凝水和余热的再利用装置的使用方法,其特征在于,该使用方法至少包括以下两种工作模式:
A、冬季巡航模式:当处于冬季巡航模式时,动力机组有排气,船舶既需要供暖,又需要热水用于洗涤,其具体步骤包括:打开补水电动阀(21b)、蒸汽凝水电动阀(21e)、一号腔室进水电动阀(21g)、一号腔室排水电动阀(21k)、一号腔室排水增压泵(51b)、二号腔室进水电动阀(21h)、二号腔室排水电动阀(21o)、二号腔室排水增压泵(51c)、第一海水进水电动阀(21i)、第一海水排水电动阀(21j)、第二海水进水电动阀(21m)和第二海水排水电动阀(21n),将获得的热水通过一号腔室排水管(19a)和二号腔室排水管(19b)分别流向供暖用户和洗涤用户;
B、其它季节巡航模式:当处于其它季节巡航模式时,动力机组有排气,船舶只需要热水用以洗涤,其具体步骤包括:S1、拆卸热水箱(32)内的竖直隔板(35),使一号腔室(33a)与二号腔室(33b)连通;S2、打开空调凝水增压泵(51a)、蒸汽凝水电动阀(21e)、一号腔室进水电动阀(21g)、二号腔室进水电动阀(21h)、二号腔室排水电动阀(21o)、二号腔室排水增压泵(51c)、第二海水进水电动阀(21m)和第二海水排水电动阀(21n),将获得的热水通过二号腔室排水管(19b)流向洗涤用户;S3、当空调凝水水箱(31)内的中液位传感器(62)失去信号时,打开补水电动阀(21b);S4、当空调凝水水箱(31)内的高液位传感器(61)有信号时,关闭补水电动阀(21b);S5、重复步骤S3~S4。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010428455.9A CN111547219B (zh) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | 一种船舶凝水和余热的再利用装置及其使用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010428455.9A CN111547219B (zh) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | 一种船舶凝水和余热的再利用装置及其使用方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111547219A CN111547219A (zh) | 2020-08-18 |
CN111547219B true CN111547219B (zh) | 2021-03-12 |
Family
ID=71996825
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010428455.9A Active CN111547219B (zh) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | 一种船舶凝水和余热的再利用装置及其使用方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111547219B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3981684A1 (en) * | 2020-10-07 | 2022-04-13 | Alfa Laval Corporate AB | Marine boiler and method of operating a marine boiler |
CN113914978B (zh) * | 2021-10-09 | 2023-06-09 | 南通中远海运川崎船舶工程有限公司 | 一种可自动调温抗腐蚀的尿素水存储舱及其使用方法 |
CN114104248B (zh) * | 2021-12-24 | 2023-04-11 | 武昌船舶重工集团有限公司 | 一种船用制水装置以及船舶 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6332224A (ja) * | 1986-07-25 | 1988-02-10 | Takuma Co Ltd | 熱供給システム |
CN202732056U (zh) * | 2012-08-08 | 2013-02-13 | 青岛华澳船舶制造有限公司 | 发动机废气利用装置、发动机及船舶 |
CN105683551A (zh) * | 2013-11-27 | 2016-06-15 | 三菱重工业株式会社 | 余热回收系统、船用推进系统、船舶及余热回收方法 |
CN205638638U (zh) * | 2016-02-05 | 2016-10-12 | 广州共盈金属制品有限公司 | 一种柴油发电机组余热回收装置 |
CN107990342A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-05-04 | 张立 | 一种船舶用锅炉烟气余热利用装置 |
CN109693777A (zh) * | 2019-01-28 | 2019-04-30 | 江苏科技大学 | 一种船用舱室冬夏季空调换热系统 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140260195A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Mcalister Technologies, Llc | Engine exhaust manifold endothermic reactor and associated systems and methods |
-
2020
- 2020-05-20 CN CN202010428455.9A patent/CN111547219B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6332224A (ja) * | 1986-07-25 | 1988-02-10 | Takuma Co Ltd | 熱供給システム |
CN202732056U (zh) * | 2012-08-08 | 2013-02-13 | 青岛华澳船舶制造有限公司 | 发动机废气利用装置、发动机及船舶 |
CN105683551A (zh) * | 2013-11-27 | 2016-06-15 | 三菱重工业株式会社 | 余热回收系统、船用推进系统、船舶及余热回收方法 |
CN205638638U (zh) * | 2016-02-05 | 2016-10-12 | 广州共盈金属制品有限公司 | 一种柴油发电机组余热回收装置 |
CN107990342A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-05-04 | 张立 | 一种船舶用锅炉烟气余热利用装置 |
CN109693777A (zh) * | 2019-01-28 | 2019-04-30 | 江苏科技大学 | 一种船用舱室冬夏季空调换热系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111547219A (zh) | 2020-08-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111547219B (zh) | 一种船舶凝水和余热的再利用装置及其使用方法 | |
CN109693777B (zh) | 一种船用舱室冬夏季空调换热系统 | |
CN110606625A (zh) | 一种循环水综合处理系统 | |
CN104654454B (zh) | 一种除霾空调 | |
CN202485278U (zh) | 温泉泡池热能回收利用系统 | |
CN111928313A (zh) | 寒冷地区污水废热回收再利用复合系统 | |
CN207716581U (zh) | 一种水环空调系统 | |
CN105864933A (zh) | 具有水平交叉流间接蒸发制冷装置的空调机组 | |
CN208087344U (zh) | 一种模块化空气制水饮水机 | |
CN206410353U (zh) | 一种容积式双工况多功能水风冷机组 | |
CN108266835A (zh) | 一种户式集中空调系统 | |
CN207831506U (zh) | 超低能耗住宅建筑的新风空调处理一体式系统 | |
CN111928314A (zh) | 寒冷地区污水废热回收再利用系统 | |
CN209013524U (zh) | 新型浴池专用污水源热泵机组 | |
CN217116782U (zh) | 喷淋机组、喷淋系统及间接蒸发冷却系统 | |
CN217382963U (zh) | 垃圾焚烧发电厂除氧器、疏水箱白烟乏汽消雾系统 | |
CN108626829A (zh) | 一种带净水功能的空调器及净水方法 | |
CN207486960U (zh) | 一种四联供风机盘管 | |
CN208487725U (zh) | 一种带净水功能的空调器 | |
CN217390477U (zh) | 一种节水清洗型饮水机水路 | |
CN212532390U (zh) | 中央空调冷却水电化学除垢杀菌装置智能控制系统 | |
CN215598136U (zh) | 一种防结垢堵塞的冷凝塔装置 | |
CN211527197U (zh) | 一种新型冷却塔吸污、除菌装置 | |
CN214199134U (zh) | 一种基于bim的空调冷凝、冷却以及消防联合水箱 | |
CN218435267U (zh) | 一种具有软硬水切换功能的冷却循环水补水系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |