CN206071749U - 一种船舶发电机废热循环利用系统 - Google Patents

Abstract

一种船舶发电机废热循环利用系统，包括发电机组、热交换器、热水泵和散热器；热交换器包括有换热管和热交换水腔，发电机组冷却循环水腔的出水口通过管路与换热管进水口连通，发电机组冷却循环水腔的进水口通过管路与换热管出水口连通，形成发电机组冷却循环闭式回路；热交换水腔出水口通过管路与热水泵进水口连通，热水泵出水口通过管路与散热器进水口连通，散热器出水口通过管路与热交换水腔进水口连通，形成舱室供暖循环闭式回路。利用船舶发电机组废热为乘员供暖，以改善舒适性，有效提高能源利用率，具有结构简单、成本低、便于维护、管理和保养的特点。

Description

一种船舶发电机废热循环利用系统

技术领域

本实用新型涉及冷却水废热利用系统技术领域，特别是涉及一种船舶发电机废热循环利用系统。

背景技术

众所周知，能源的利用率始终是有限的，人们并不能将燃料燃烧所产生的热能全部直接转化为有用功或者其他形式的能量。而船舶主机和船舶辅机（船舶发电机组）这一领域也一样，为了保证发动机正常运转需通过冷却水进行冷却，燃料在燃烧后所产生的热能会通过冷却水进行热交换，从而排放出大量温度多在50~90℃之间的废热水，这些废热水的直接排放不仅会影响环境，还浪费了蕴含其中的容易回收利用的大量废热。尤其是船舶发电机组，在航行、停靠码头或者锚泊等状态时，因船上工作和生活的需要，需保持持续供电而在长期运转，使得船舶发电机组在用于做功发电的同时，会排放出大量高温的废热水。在今天资源越发短缺、能源危机日益加深的背景下，以及按照国家节能及国际海事组织对碳排放的日趋严格，如何更好利用这些冷却水的废热，将为船舶节省数量可观的能源耗损并具有重要的环保意义。

现有技术中，针对发电机组能源利用率偏低、能源浪费大的这类问题，也出现了一些节能减排的技术。如：

中国实用新型专利（专利号：ZL 201020166591.7）公开了一种“柴油发电机组废热回收装置”，包括吸收式制冷机组、热水供水水箱、电磁阀i、温度传感器、电磁阀ii、补水阀、储水水箱、电磁阀iii、电磁阀iv、气液板式换热器、温度传感器ii、温度传感器iii、电磁阀v、柴油发电机组、电磁阀vi、液液板式换热器、废热回收循环水泵、热水供水阀、吸收式制冷机组热水供水水泵，柴油发电机组的高温烟道连接气液板式换热器，气液板式换热器的出气口连有温度传感器ii，气液板式换热器连接水回路，该水回路上连有电磁阀iii 和电磁阀iv，柴油发电机组、液液板式换热器、储水水箱、热水供水水箱和吸收式制冷机组依次通过水管路连接形成水回路，柴油发电机组内部的水回路并联连接电磁阀v 后串联电磁阀vi和温度传感器ii 连接液液板式换热器，液液板式换热器的一根水管路连接在电磁阀iii和电磁阀iv 之间，液液板式换热器的另一根水管路通过废热回收循环水泵连接储水水箱，储水水箱通过电磁阀ii 和电磁阀i 连接热水供水水箱，热水供水水箱通过吸收式制冷机组热水供水水泵连接吸收式制冷机组，吸收式制冷机组的一根水管路连接在电磁阀ii 和储水水箱之间，电磁阀i 和电磁阀ii 之间引出一根水管路经过温度传感器串联到气液板式换热器的水回路中，储水水箱的侧壁顶端连有补水阀。该柴油发电机组废热回收装置作为发电机组废热回收利用的技术方案，公开了可将吸收废热后的热水供制冷机组制取低温冷冻水供应、或者直接作为冬季空调供暖水供应。

然而，该柴油发电机组废热回收装置结构较为复杂、设备成本较高，以及安装、维护、管理和保养较为繁琐。而且该柴油发电机组废热回收装置主要是用于宾馆、酒店、办公场所等环境稳定场所的陆上备用电站，但对于各种客轮、货轮、工作船等船舶特殊工况下（尤其是在经常出现的突变工况或者满负荷工况），如何利用船舶发电机组的废热为乘员供暖，以改善舒适性（特别在冬天或恶劣天气下尤为必要）则未有涉及。

因此，针对现有技术中存在的问题，亟需提供一种利用船舶发电机组废热为乘员供暖，以改善舒适性，有效提高能源利用率，结构简单、成本低、便于维护、管理和保养的船舶发电机废热循环利用技术显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种利用发电机组废热为乘员稳定供暖，改善舒适性，有效提高能源利用率，结构简单、成本低、便于维护、管理和保养的船舶发电机废热循环利用系统。

本实用新型通过以下技术方案实现：

提供一种船舶发电机废热循环利用系统，包括有发电机组、热交换器、热水泵和散热器；

所述热交换器包括有换热管和热交换水腔，所述发电机组冷却循环水腔的出水口通过管路与所述换热管进水口连通，所述发电机组冷却循环水腔的进水口通过管路与所述换热管出水口连通，形成发电机组冷却循环闭式回路；

所述热交换水腔出水口通过管路与所述热水泵进水口连通，所述热水泵出水口通过管路与所述散热器进水口连通，所述散热器出水口通过管路与所述热交换水腔进水口连通，形成舱室供暖循环闭式回路。

优选的，所述换热管出水口与所述发电机组冷却循环水腔的进水口之间设置有温控阀，所述温控阀与控制器电连接。

更优选的，所述温控阀设置为三通温控阀，所述三通温控阀的低温出水口通过管路与所述发电机组冷却循环水腔的进水口连通，所述三通温控阀的高温出水口通过管路与舷外冷却系统的进水口连通，所述舷外冷却系统的出水口通过管路与所述发电机组冷却循环水腔的进水口连通，所述三通温控阀与控制器电连接。

另一优选的，所述热水泵出水口与所述散热器之间的管路并联设置有加热管路，所述加热管路安装设置有电加热器，所述电加热器与控制器电连接。

更优选的，所述热水泵出水口与所述散热器之间的管路、所述加热管路分别设置有控制阀。

更优选的，所述电加热器设置为额定功率≥6KW的电加热器。

更优选的，设置有自动温度控制系统，所述自动温度控制系统与所述控制器电连接。

另一优选的，所述散热器设置为踢脚线式散热器。

另一优选的，所述管路为PPR管或者不锈钢管的管路。

另一优选的，所述管路设置为承载压力≥0.6MPa的管路。

本实用新型的有益效果：

由于本实用新型的船舶发电机废热循环利用系统，包括有发电机组、热交换器、热水泵和散热器；热交换器包括有换热管和热交换水腔，发电机组冷却循环水腔的出水口通过管路与换热管进水口连通，发电机组冷却循环水腔的进水口通过管路与换热管出水口连通，形成发电机组冷却循环闭式回路；热交换水腔出水口通过管路与热水泵进水口连通，热水泵出水口通过管路与散热器进水口连通，散热器出水口通过管路与热交换水腔进水口连通，形成舱室供暖循环闭式回路。

由此通过在船舶发电机组冷却循环系统的基础上加设热交换器，并在乘员舱室安装散热器，使之能有效回收和利用船舶发电机组产生的大量废热为乘员舱室供暖，改善了舒适性，提高了发电机组能源的利用率。因此，本实用新型与现有技术相比具有结构简单、成本低、便于维护、管理和保养的优点。

附图说明

利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制。

图1是本实用新型的一种船舶发电机废热循环利用系统供热端的结构示意图。

图2是本实用新型的一种船舶发电机废热循环利用系统散热端的结构示意图。

在图1和图2中包括有：

1——热交换器、

2——热水泵、

3——散热器、

4——电加热器、

5——温控阀、

6——舷外冷却器、

7——发电机组。

具体实施方式

结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。

实施例1

本实用新型的一种船舶发电机废热循环利用系统的实施方式之一，如图1和图2所示，包括有发电机组7、热交换器1、热水泵2和散热器3；热交换器1包括有换热管和热交换水腔，发电机组7冷却循环水腔的出水口通过管路与换热管进水口连通，发电机组7冷却循环水腔的进水口通过管路与换热管出水口连通，形成发电机组冷却循环闭式回路；热交换水腔出水口通过管路与热水泵2进水口连通，热水泵2出水口通过管路与散热器3进水口连通，散热器3出水口通过管路与热交换水腔进水口连通，形成舱室供暖循环闭式回路。

如图1所示，发电机组7和热交换器1通过管路形成一个淡水冷却水的冷却循环闭式回路，吸热后的冷却水从发电机组7冷却循环水腔的出水口输送至热交换器1进行热交换，然后再输送至发电机组7冷却循环水腔的进水口。

同时，如图2所示，热交换器1、热水泵2和散热器3通过管路形成另一淡水供暖的循环闭式回路。该回路系统中的淡水在热交换器1中吸热升温成为热水后，由热水泵2从热交换器1的热交换水腔的出水口输送至设置于舱室内的散热器3中放热降温，再输送至热交换器1的热交换水腔的进水口，如此循环往复。

具体的，换热管出水口与发电机组7冷却循环水腔的进水口之间设置有温控阀5，温控阀5与控制器电连接。温控阀5通过控制冷却水流量能有效地平衡发电机组7最佳工况的热负荷，防止发电机组7的冷却水温度过高或过低而影响工作效率。

更具体的，温控阀5设置为三通温控阀，三通温控阀5的低温出水口B通过管路与发电机组7冷却循环水腔的进水口连通，三通温控阀5的高温出水口C通过管路与舷外冷却系统6的进水口连通，舷外冷却系统6的出水口通过管路与发电机组7冷却循环水腔的进水口连通，三通温控阀5与控制器电连接。将温控阀5设置为三通温控阀，当冷却水水温低于最佳发动机工况的冷却水温设定值时，三通温控阀5可切换至开启低温出水口B，冷却水直接从发电机组7冷却循环水腔的出水口经温控阀5的低温出水口B输送到发电机组7冷却循环水腔的进水口；当冷却水水温高于最佳发动机工况的冷却水温最高设定值时，三通温控阀5切换至开启高温出水口C、关闭低温出水口B，冷却水在热交换器1热交换后，然后经温控阀5的高温出水口C输送至舷外冷却系统6进行进一步的冷却，再输送到发电机组7冷却循环水腔的进水口，以便控制冷却水水温，在保证热交换的同时，也能保证发电机组7最佳工况的稳定工作。

当然，在上述管路中，还可以设置有其他的一些控制阀、压力表、水温表等管路附件。

实施例2

本实用新型的一种船舶发电机废热循环利用系统的实施方式之一，如图1和图2所示，本实施例的主要技术方案与实施例1基本相同，在本实施例中未作解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于：热水泵2出水口与散热器3之间的管路并联设置有加热管路，加热管路安装设置有电加热器4，电加热器4与控制器电连接。在冬天或天气恶劣情况下，当供暖循环闭式回路系统中的水温过低导致供暖不足时，可以在并联设置的加热管路中增设若干电加热器4，以保证为乘员持续稳定的供暖。

具体的，热水泵2出水口与散热器3之间的管路、加热管路分别设置有控制阀。以根据回路系统中淡水的水温情况以控制各管路控制阀的开闭。

具体的，电加热器4设置为额定功率≥6KW的电加热器。保证电加热器4能为供暖循环闭式回路系统中的淡水提供充足的热能。

具体的，设置有自动温度控制系统，自动温度控制系统与控制器电连接。电加热器4可手动启闭，也可通过自动温度控制系统输出的数据由控制器监测的水温进行自动控制启闭。

实施例3

本实用新型的一种船舶发电机废热循环利用系统的实施方式之一，如图1和图2所示，本实施例的主要技术方案与实施例1或者实施例2基本相同，在本实施例中未作解释的特征，采用实施例1或者实施例2中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1或者实施例2的区别在于：散热器3设置为踢脚线式散热器。安装高度低、长度大的踢脚线式散热器有利于节省舱室空间，还能保证舱室加热的均匀性和乘员的舒适性。

具体的，管路为PPR管或者不锈钢管的管路。可以有效防止管路的锈蚀。

具体的，管路设置为承载压力≥0.6MPa的管路。由于船舶航行时存在左右摇晃或者前后颠簸，易产生空泡而发生“水击现象”。因此需要对管路的水流加压，一般设定的额定工作水压为≤0.3Mpa，同时管路承载负荷压力应满足≥0.6Mpa，以保证系统工作时的管路安全。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种船舶发电机废热循环利用系统，其特征在于：

包括有发电机组、热交换器、热水泵和散热器；

所述热交换器包括有换热管和热交换水腔，所述发电机组冷却循环水腔的出水口通过管路与所述换热管进水口连通，所述发电机组冷却循环水腔的进水口通过管路与所述换热管出水口连通，形成发电机组冷却循环闭式回路；

所述热交换水腔出水口通过管路与所述热水泵进水口连通，所述热水泵出水口通过管路与所述散热器进水口连通，所述散热器出水口通过管路与所述热交换水腔进水口连通，形成舱室供暖循环闭式回路。

2.根据权利要求1所述的船舶发电机废热循环利用系统，其特征在于：所述换热管出水口与所述发电机组冷却循环水腔的进水口之间设置有温控阀，所述温控阀与控制器电连接。

3.根据权利要求2所述的船舶发电机废热循环利用系统，其特征在于：所述温控阀设置为三通温控阀，所述三通温控阀的低温出水口通过管路与所述发电机组冷却循环水腔的进水口连通，所述三通温控阀的高温出水口通过管路与舷外冷却系统的进水口连通，所述舷外冷却系统的出水口通过管路与所述发电机组冷却循环水腔的进水口连通，所述三通温控阀与控制器电连接。

4.根据权利要求1所述的船舶发电机废热循环利用系统，其特征在于：所述热水泵出水口与所述散热器之间的管路并联设置有加热管路，所述加热管路安装设置有电加热器，所述电加热器与控制器电连接。

5.根据权利要求4所述的船舶发电机废热循环利用系统，其特征在于：所述热水泵出水口与所述散热器之间的管路、所述加热管路分别设置有控制阀。

6.根据权利要求4所述的船舶发电机废热循环利用系统，其特征在于：所述电加热器设置为额定功率≥6KW的电加热器。

7.根据权利要求4所述的船舶发电机废热循环利用系统，其特征在于：设置有自动温度控制系统，所述自动温度控制系统与所述控制器电连接。

8.根据权利要求1所述的船舶发电机废热循环利用系统，其特征在于：所述散热器设置为踢脚线式散热器。

9.根据权利要求1所述的船舶发电机废热循环利用系统，其特征在于：所述管路为PPR管或者不锈钢管的管路。

10.根据权利要求1所述的船舶发电机废热循环利用系统，其特征在于：所述管路设置为承载压力≥0.6MPa的管路。