CN203940546U - 一种船舶余热吸收制冷转轮两级除湿空调装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种船舶余热吸收制冷转轮两级除湿空调装置，包括制冷机组和除湿机组、储水箱、缸套和冷热水循环管道，制冷机组和除湿机组间通过冷热水循环管道进行热能传递循环利用，所述制冷机组和除湿机组分别独立工作。除湿机组包括除湿转轮、海水冷却器、空气冷却器和送风机，还包括空气加热器和排风机。其中，船舶上的余热蒸汽锅炉，通过所述余热蒸汽锅炉的废热进行加热，空气冷却器连通于冷热水循环管道。该船舶余热吸收制冷转轮两级除湿空调装置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，可以按照要求调整除湿量和冷却负荷，也可以根据现场实时要求控制送风状态，比传统空调系统在调节温湿度方面更有优势，同时节能环保。

Description

一种船舶余热吸收制冷转轮两级除湿空调装置

技术领域

本实用新型涉及一种船舶用设备，特别涉及一种船舶余热吸收制冷转轮两级除湿空调装置。 

背景技术

船舶由于其使用环境的原因，其内的空气湿度较大，因此船舶用空调的除湿量非常大，除湿也成为船舶用空调的一个重要功能。目前船舶上使用的空调主要采用直接蒸发冷却和间接冷却技术对室外或室内和室外混合空气进行冷凝除湿降温，该技术主要是将空气冷却到低于空气露点的温度，然后再进行除湿，同时通过加热措施使空气升高温度以消除人吹冷风不适感。这种空调系统使船舶舱室内的温度控制隐含以牺牲湿度控制为代价，常常温度控制达到要求但湿度很难达到要求。由于蒸发器蒸发温度低，其制冷能效比也很低，同时在直接蒸发冷却处理空气的过程中，设备表面很容易结霜，影响传热效果。同时，船舶上拥有丰富的废热，大量的废热被排入海水或者大气中，不仅造成了能源的大量浪费，还对海洋环境造成了非常大的污染。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种温度和湿度分开控制、能够提高制冷蒸发温度、同时可以充分利用船舶上的富裕余热的船舶余热吸收制冷转轮两级除湿空调装置。 

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：船舶余热吸收制冷转轮两级除湿空调装置，包括制冷机组和除湿机组，其特征在于：还包括冷热水循环管道，所述制冷机组和除湿机组间分别通过所述冷热水循环管道进行热能传递循环利用，所述制冷机组和除湿机组分别独立工作； 

所述除湿机组包括与新风入口相连接的除湿转轮，与所述除湿转轮相连接的海水冷却器，与所述海水冷却器相连接的空气冷却器，与所述空气冷却器相连接的送风机，所述送风机连通船舶的舱室；所述除湿机组还包括与所述除湿转轮和船舶的舱室相连通的空气加热器，与所述除湿转轮相连接的排风机；所述船舶的舱室与所述新风入口间还设置有回风通道，供船舶的舱室内的回风回流； 

其中，所述空气冷却器连通于所述冷热水循环管道，与所述制冷机组间进行热能循 环；所述空气加热器连接于船舶上的余热蒸汽锅炉，通过所述余热蒸汽锅炉的废热热进行加热。 

优选地，所述制冷机组为吸收式的制冷机组，所述制冷机组包括蒸发器，与所述蒸发器相连接的吸收器，与所述吸收器相连接的蒸汽发生器，分别与所述蒸汽发生器和蒸发器相连接的冷凝器； 

其中，所述蒸发器连通于所述冷热水循环管道，实现与所述制冷机组中蒸发器间的热量循环交换；所述蒸汽发生器连接于缸套，利用缸套内的冷却水进行热能交换。 

为了充分利用废热，所述吸收器和所述蒸汽发生器间设置有溶液泵和溶液热交换器，所述吸收器中的低浓度工质对溶液由溶液泵加压经溶液热交换器送至蒸汽发生器中，蒸汽发生器中经加热蒸发了水蒸气的高浓度工质对溶液经溶液热交换器回流至吸收器中，蒸汽发生器中蒸发的水蒸气进入冷凝器中。 

为了防止氟氯昂制冷剂对环境造成破坏，所述工质对采用溴化锂和水为工质对。 

优选地，所述冷热水循环管道的热水管设置于蒸发器中，所述冷热水循环管道的冷水管设置于空气冷却器中。 

为了充分利用海洋资源，节能环保，所述吸收器、冷凝器之间设置有海水通道，海水经由海水通道自吸收器流入，再自冷凝器流出。 

为了充分的除湿降温，充分利用海洋资源，节能环保，所述海水冷却器包括第一海水冷却器和第二海水冷却器； 

所述除湿转轮上依次旋转分布设置有第一除湿区，第一再生区，第二除湿区和第二再生区； 

所述第一海水冷却器的入口端连接第一除湿区，所述第一海水冷却器的出口端连接第二除湿区，所述第二海水冷却器的入口端连接于第二除湿区，所述第二海水冷却器的出口端连接空气冷却器； 

优选地，所述空气加热器的出口端分别连接于第一再生区和第二再生区上，所述排风机的入口端分别连接于第一再生区和第二再生区上。 

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：船舶余热吸收制冷转轮两级除湿空调装置对空气的除湿过程和冷却过程是分开独立控制进行的，相互联系但互不影响，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，可以按照要求调整除湿量和冷却负荷，也可以根据现场实时要求控制送风状态，比传统空调系统在调节温湿度方面更有优势。此外，该船舶余热吸收制冷转轮两级除湿空调装置的巧妙设计能够充分利用船舶上的富裕余热、空调工作过程中产生的废能及海洋中的自然资源，节能环保。 

附图说明

图1为本实用新型实施例中船舶余热吸收制冷转轮两级除湿空调装置的结构示意 图。 

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。 

如图1所示，本实施例中的船舶余热吸收制冷转轮两级除湿空调装置，包括制冷机组、除湿机组和冷热水循环管道3，所述制冷机组和除湿机组间分别通过所述冷热水循环管道3进行热能传递循环利用，所述制冷机组和除湿机组分别独立工作。 

所述除湿机组包括与新风入口相连接的除湿转轮22，与所述除湿转轮22相连接的海水冷却器，与所述海水冷却器相连接的空气冷却器24，与所述空气冷却器24相连接的送风机25，所述送风机25连通船舶的舱室5。为了对新风充分除湿和冷却，所述除湿转轮22上依次旋转分布设置有第一除湿区221，第一再生区222，第二除湿区223和第二再生区224；所述海水冷却器包括第一海水冷却器231和第二海水冷却器232。所述第一海水冷却器231的入口端连接第一除湿区221，所述第一海水冷却器231的出口端连接第二除湿区223，所述第二海水冷却器232的入口端连接于第二除湿区223，所述第二海水冷却器232的出口端连接空气冷却器24。如此就实现了新风的两级除湿过程和多级冷却过程。 

除此外，所述除湿机组还包括连通船舶的舱室5的空气加热器26，所述空气加热器26的出口端分别连接于第一再生区222和第二再生区224上，第一再生区222和第二再生区224分别连接排风机的入口端。所述船舶的舱室5与所述新风入口间还设置有回风通道28，供船舶的舱室5内的回风回流。 

所述制冷机组为18℃～22℃的高温冷水的吸收式制冷机组，制冷机组采用溴化锂和水为工质对，如此可以防止氟氯昂制冷剂对环境造成破坏。所述制冷机组包括蒸发器11，与所述蒸发器11相连接的吸收器12，与所述吸收器12相连接的蒸汽发生器13，分别与所述蒸汽发生器13和蒸发器11相连接的冷凝器14。其中，蒸汽发生器13和冷凝器14装在一个筒子内，蒸发器11和吸收器12分筒设置。 

所述吸收器12和所述蒸汽发生器13间设置有溶液泵16和溶液热交换器17，所述吸收器12中的低浓度溴化锂溶液经溶液泵16加压，再经过溶液热交换器17送至蒸汽发生器13中，蒸汽发生器13中经加热蒸发了水蒸气的高浓度溴化锂溶液经溶液热交换器17回流至吸收器12中，蒸汽发生器13中蒸发的水蒸气进入冷凝器14中。在高浓度溴化锂溶液的回流过程中，高浓度溴化锂溶液的温度还比较高，则在溶液热交换器17内，高浓度溴化锂溶液的热量会向流向蒸汽发生器13的低浓度溴化锂溶液进行热传递，对低浓度溴化锂溶液进行加热，如此可以充分利用废热。 

为了充分利用废热，其中，制冷机组中的蒸汽发生器13连接于缸套，利用缸套内 的冷却水进行热能交换，以保证蒸汽发生器13的正常运转。除湿机组中的空气加热器26连接于船舶上的余热蒸汽锅炉，通过所述余热蒸汽锅炉的废热对其内通过的空气进行加热。 

制冷机组中的蒸发器11和除湿机组中的空气冷却器24通过冷热水循环管道3连通，实现冷热水循环管道3内水的热量交换。其中冷热水循环管道3的热水管31设置于蒸发器11中，冷热水循环管道3的冷水管32设置于空气冷却器24中。 

为了充分利用海洋资源，节能环保，所述吸收器12、冷凝器14之间设置有海水通道，海水经由海水通道自吸收器12流入，再自冷凝器14流出。第一海水冷却器231和第二海水冷却器232中也设置有海水管道供海水的流入流出对新风进行冷却降温。 

该船舶余热吸收制冷转轮两级除湿空调装置中制冷机组的工作过程如下：缸套内的冷却水进入蒸汽发生器13中，加热蒸汽发生器13中的低浓度溴化锂溶液，溴化锂溶液中的水分沸腾蒸发进入冷凝器14，在此过程中，缸套内的冷却水吸收蒸汽发生器13，以保证蒸汽发生器13后续正常工作。进入冷凝器14中的水蒸气通过海水冷却降温变成液态水，经过节流阀18后，液态水喷洒在蒸发器11中的热水管31表面从而变成水蒸气，同时热水管31内的热水降温变成冷水回流至空气冷却器24中的冷水管32内。然后水蒸气再进入吸收器12中，吸收器12中回流的高浓度溴化锂溶液再重新吸收来自蒸发器11的水蒸气，在吸收器12的吸水过程中，吸收器12利用海水进行降温冷却以保证水蒸汽的充分吸收。高浓度溴化锂溶液吸收水分后变为低浓度溴化锂溶液，低浓度溴化锂溶液被溶液泵16加压，在溶液热交换器17中被回流的高浓度溴化锂溶液加热后送到蒸汽发生器13中。如此可以完成制冷剂水和吸收剂溴化锂的制冷循环。 

在此过程中，由冷热水循环管道3中流向蒸发器11的热水管31中的热水在蒸发器11中变成冷水再回流至空气冷却器24中的冷水管32内，空气冷却器24中的冷水管32中回流的冷水对第二海水冷却器232送进来的空气进行进一步的冷却降温，则冷水吸收空气中的热量变为热水再回流至蒸发器11的热水管31中，如此循环完成制冷降温工作过程。 

该船舶余热吸收制冷转轮两级除湿空调装置中除湿机组的工作过程如下：船舶舱室5外的新风A混合自舱室5由回风通道28回流的回风B形成混合风C，混合风C首先进入除湿转轮22的第一除湿区221，混合风C经过第一除湿区221的除湿后进入第一海水冷却器231利用海水进行初步降温，降温后的空气再分别进入除湿转轮22的第二除湿区223进行除湿，达到送风状态要求的湿度，然后自第二除湿区223出来的空气再依次经过第二海水冷却器232和空气冷却器24分别利用海水和冷水管32内的冷水进行降温处理，然后再通过送风机25将充分降温后的空气送入船舶的舱室5内。 

与此同时，船舶舱室5内的回风B再通过回风通道28返回与新风A进行混合，船舶舱室5内的热空气被送入到空气加热器26中，因为空气加热器26与船舶上的余热蒸 汽锅炉相连接，则余热蒸汽锅炉中的废热对空气加热器26中的热空气进行加热，然后被热空气吸收掉热量的冷却水再经冷却水流管道回流入蒸汽发生器13中进行使用。吸收热量后的热空气再被送入到除湿转轮22的第一再生区222和第二再生区224中，然后自第一再生区222和第二再生区224中出来的空气最后经排风机排出。在此过程中，第一再生区222和第二再生区224利用热空气吸收的热量及热空气自身的热量，对除湿转轮22的第一除湿区221和第二除湿区223进行再生处理，以保证除湿转轮22的持续除湿作用。 

由上述船舶余热吸收制冷转轮两级除湿空调装置的工作过程说明可知，除湿机组提供和室温等温干燥空气，用于舱室除湿，制冷机组中的盘管冷却器15提供冷量用于舱室冷却，两个系统独立工作，可以根据现场需要进行灵活调整。克服了传统空调系统以牺牲湿度控制进行温度调节的缺点，同时环保节能。该船舶余热吸收制冷转轮两级除湿空调装置中的制冷机组和除湿机组中的热量相互循环利用，吸收利用余热蒸汽锅炉中的废热，还充分利用海水资源进行降温。 

Claims (8)

1.一种船舶余热吸收制冷转轮两级除湿空调装置，包括制冷机组和除湿机组，其特征在于：还包括冷热水循环管道(3)，所述制冷机组和除湿机组间分别通过所述冷热水循环管道(3)进行热能传递循环利用，所述制冷机组和除湿机组分别独立工作； 

所述除湿机组包括与新风入口相连接的除湿转轮(22)，与所述除湿转轮(22)相连接的海水冷却器，与所述海水冷却器相连接的空气冷却器(24)，与所述空气冷却器(24)相连接的送风机(25)，所述送风机(25)连通船舶的舱室(5)；所述除湿机组还包括与所述除湿转轮(22)和船舶的舱室(5)相连通的空气加热器(26)，与所述除湿转轮(22)相连接的排风机；所述船舶的舱室(5)与所述新风入口间还设置有回风通道(28)，供船舶的舱室(5)内的回风回流； 

其中，所述空气冷却器(24)连通于所述冷热水循环管道(3)，与所述制冷机组间进行热能循环；所述空气加热器(26)连接于船舶上的余热蒸汽锅炉，通过所述余热蒸汽锅炉的废热进行加热。 

2.根据权利要求1所述的船舶余热吸收制冷转轮两级除湿空调装置，其特征在于：所述制冷机组为吸收式的制冷机组，所述制冷机组包括蒸发器(11)，与所述蒸发器(11)相连接的吸收器(12)，与所述吸收器(12)相连接的蒸汽发生器(13)，分别与所述蒸汽发生器(13)和蒸发器(11)相连接的冷凝器(14)； 

其中，所述蒸发器(11)连通于所述冷热水循环管道(3)，实现与所述制冷机组中蒸发器(11)间的热量循环交换；所述蒸汽发生器(13)连接于缸套，利用缸套内的冷却水进行热能交换。 

3.根据权利要求2所述的船舶余热吸收制冷转轮两级除湿空调装置，其特征在于：所述吸收器(12)和所述蒸汽发生器(13)间设置有溶液泵(16)和溶液热交换器(17)，所述吸收器(12)中的低浓度工质对溶液由溶液泵(16)加压经溶液热交换器(17)送至蒸汽发生器(13)中，蒸汽发生器(13)中经加热蒸发了水蒸气的高浓度工质对溶液经溶液热交换器(17)回流至吸收器(12)中，蒸汽发生器(13)中蒸发的水蒸气进入冷凝器(14)中。 

4.根据权利要求3所述的船舶余热吸收制冷转轮两级除湿空调装置，其特征在于：所述工质对采用溴化锂和水为工质对。 

5.根据权利要求2所述的船舶余热吸收制冷转轮两级除湿空调装置，其特征在于：所述吸收器(12)、冷凝器(14)之间设置有海水通道，海水经由海水通道自吸收器(12)流入，再自冷凝器(14)流出。 

6.根据权利要求2所述的船舶余热吸收制冷转轮两级除湿空调装置，其特征在于：所述冷热水循环管道(3)的热水管(31)设置于蒸发器(11)中，所述冷热水循环管道(3)的冷水管(32)设置于空气冷却器(24)中。 

7.根据权利要求1所述的船舶余热吸收制冷转轮两级除湿空调装置，其特征在于：所述海水冷却器包括第一海水冷却器(231)和第二海水冷却器(232)； 

所述除湿转轮(22)上依次旋转分布设置有第一除湿区(221)，第一再生区(222)，第二除湿区(223)和第二再生区(224)； 

所述第一海水冷却器(231)的入口端连接第一除湿区(221)，所述第一海水冷却器(231)的出口端连接第二除湿区(223)，所述第二海水冷却器(232)的入口端连接于第二除湿区(223)，所述第二海水冷却器(232)的出口端连接空气冷却器(24)。 

8.根据权利要求7所述的船舶余热吸收制冷转轮两级除湿空调装置，其特征在于：所述空气加热器(26)的出口端分别连接于第一再生区(222)和第二再生区(224)上，所述排风机的入口端分别连接于第一再生区(222)和第二再生区(224)上。