CN208684670U - 一种船舶余热驱动的吸附制冷、载冷和海水淡化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种船舶余热驱动的吸附制冷、载冷和海水淡化装置，包括海水泵a、过冷器、过滤器、二氧化碳储液器和淡水箱，所述海水泵a与吸附床A和吸附床B相连，所述过滤器和海水泵d相连，且海水泵d的边侧设置有真空罐，并且真空罐中安装有喷淋装置、烟气海水换热器和水汽凝结器，所述二氧化碳储液器和蒸发冷凝器相连，且二氧化碳储液器和低温库蒸发器与冷藏库蒸发器相连接。该船舶余热驱动的吸附制冷、载冷和海水淡化装置，实现对渔船捕获物的冷冻冷藏以及船用淡水的供需，通过对柴油机尾气余热梯极利用，大大提高了能源利用效率，实现低能耗解决渔获物冷冻冷藏和远洋淡水需求的问题，安全实用，节能减排。

Description

一种船舶余热驱动的吸附制冷、载冷和海水淡化装置

技术领域

本实用新型涉船舶相关设备技术领域，具体为一种船舶余热驱动的吸附制冷、载冷和海水淡化装置。

背景技术

远洋渔船的制冷技术是渔获物冷藏链保鲜的首要环节，而现阶段渔船大多是依靠柴油机为动力提供制冷。但是，柴油机排气温度高达300～500℃，约占燃油燃烧发热量的25%～45%，若直接被排放到大气中，不仅会造成能量浪费，还会引起温室效应。一方面渔获物冷藏要另外消耗能源，另一方面渔船上的海水制淡系统仍需消耗能量。

吸附式制冷可采用低品位能源作为驱动源，其设备结构简单、可靠、操作方便、无运动部件、使用寿命长、运转费用低廉、无噪声，特别适合运用于电力缺乏、但有大量低品位余热排放的渔船中。为了有效利用柴油机尾气余热以及有效利用氨的热力性能并在船上安全使用，从而产生实际经济效益，可以采用烟气余热驱动吸附式氨制冷带动二氧化碳载冷系统，利用产生的冷量供给冷藏室完成船舶上的冷冻冷藏，并将不同温度的余热用于海水淡化驱动能。目前已查得的设计方案，采用的是双吸附床连续制冷以氯化钙为吸收剂氨作为制冷剂，对尾气余热进行回收利用为船舶提供冷库，但是该方案存在两个问题：在船上直接采用氨蒸发冷却会造成氨管道的大面积铺张，从而造成一定的安全隐患；烟气回收利用率不高。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种船舶余热驱动的吸附制冷、载冷和海水淡化装置，以解决上述背景技术中提出在船上直接采用氨蒸发冷却会造成氨管道的大面积铺张，从而造成一定的安全隐患；烟气回收利用率不高的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种船舶余热驱动的吸附制冷、载冷和海水淡化装置，包括海水泵a、过冷器、过滤器、二氧化碳储液器和淡水箱，所述海水泵a与吸附床A和吸附床B相连，所述吸附床A位于吸附床B的边侧，且两者分别与电磁阀c和电磁阀d相连，并且吸附床A和吸附床B均与冷凝器相连，所述过冷器与冷凝器相连，且过冷器的边侧设置有海水泵c，所述过冷器和氨储液器相连，且氨储液器和蒸发冷凝器之间设置有节流阀，并且蒸发冷凝器和吸附床B之间设置有电磁阀e，同时蒸发冷凝器和吸附床A之间设置有电磁阀f，所述过滤器和海水泵d相连，且海水泵d的边侧设置有真空罐，并且真空罐中安装有喷淋装置、烟气海水换热器和水汽凝结器，所述二氧化碳储液器和蒸发冷凝器相连，且二氧化碳储液器和低温库蒸发器与冷藏库蒸发器相连接，并且冷藏库蒸发器和高温库蒸发器相连。

优选的，所述吸附床A、吸附床B、冷凝器、过冷器和氨储液器共同组成吸附制冷循环系统，且吸附制冷循环系统中设置有和吸附床A相连的电磁阀a和电磁阀c、和冷凝器相连的海水泵b、和氨储液器相连的节流阀、海水泵a、和吸附床B相连的电磁阀e、电磁阀b和电磁阀d。

优选的，所述过冷器、喷淋装置、真空罐、烟气海水换热器、水汽凝结器和淡水箱共同组成海水淡化系统，且海水淡化系统中设置有和喷淋装置相连的海水泵d、和过冷器相连的海水泵c、与淡水箱和真空罐相连的淡水出水泵、和真空罐相连的浓海水出水泵、位于真空罐中的隔板、和真空罐相连的真空泵。

优选的，所述蒸发冷凝器、二氧化碳储液器、低温库蒸发器、冷藏库蒸发器和高温库蒸发器共同组成载冷系统，且载冷系统中设置有与二氧化碳储液器、低温库蒸发器和高温库蒸发器相连的二氧化碳屏蔽泵。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该船舶余热驱动的吸附制冷、载冷和海水淡化装置，实现对渔船捕获物的冷冻冷藏以及船用淡水的供需，在能源利用的组装设计和船上安全使用氨制冷剂的工艺上取得了突破。本实用新型的目的是为了有效利用氨的热力性能并在船上安全使用，针对远洋渔船离港时间较长，柴油机主机排气温度较高的特点，为了有效利用氨的热力性能并在船上安全使用，通过对柴油机尾气余热梯极利用，既能利用氨良好热力性质制取低温，又能以氨-二氧化碳载冷系统实现低温转运达到低温工况冷库的安全使用，还能用加热套缸冷却水使其闪蒸制取淡水，大大提高了能源利用效率，实现低能耗解决渔获物冷冻冷藏和远洋淡水需求的问题，安全实用，节能减排。

附图说明

图1为本实用新型整体系统装置结构示意图；

图2为本实用新型真空罐以及吸附床俯视结构示意图；

图3为本实用新型真空罐以及吸附床侧视结构示意图。

图中：1、电磁阀a；2、电磁阀b；3、吸附床A；4、吸附床B；5、电磁阀c；6、电磁阀d；7、海水泵a；8、冷凝器；9、海水泵b；10、过冷器；11、海水泵c；12、氨储液器；13、节流阀；14、蒸发冷凝器；15、电磁阀e；16、电磁阀f；17、过滤器；18、海水泵d；19、真空泵；20、喷淋装置；21、真空罐；22、烟气海水换热器；23、水汽凝结器；24、隔板；25、二氧化碳储液器；26、二氧化碳屏蔽泵；27、低温库蒸发器；28、冷藏库蒸发器；29、高温库蒸发器；30、淡水箱；31、淡水出水泵；32、浓海水出水泵。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种船舶余热驱动的吸附制冷、载冷和海水淡化装置，包括电磁阀a1、电磁阀b2、吸附床A3、吸附床B4、电磁阀c5、电磁阀d6、海水泵a7、冷凝器8、海水泵b9、过冷器10、海水泵c11、氨储液器12、节流阀13、蒸发冷凝器14、电磁阀e15、电磁阀f16、过滤器17、海水泵d18、真空泵19、喷淋装置20、真空罐21、烟气海水换热器22、水汽凝结器23、隔板24、二氧化碳储液器25、二氧化碳屏蔽泵26、低温库蒸发器27、冷藏库蒸发器28、高温库蒸发器29、淡水箱30、淡水出水泵31和浓海水出水泵32，海水泵a7与吸附床A3和吸附床B4相连，吸附床A3位于吸附床B4的边侧，且两者分别与电磁阀c5和电磁阀d6相连，并且吸附床A3和吸附床B4均与冷凝器8相连，过冷器10与冷凝器8相连，且过冷器10的边侧设置有海水泵c11，过冷器10和氨储液器12相连，且氨储液器12和蒸发冷凝器14之间设置有节流阀13，并且蒸发冷凝器14和吸附床B4之间设置有电磁阀e15，同时蒸发冷凝器14和吸附床A3之间设置有电磁阀f16，过滤器17和海水泵d18相连，且海水泵d18的边侧设置有真空罐21，并且真空罐21中安装有喷淋装置20、烟气海水换热器22和水汽凝结器23，二氧化碳储液器25和蒸发冷凝器14相连，且二氧化碳储液器25和低温库蒸发器27与冷藏库蒸发器28相连接，并且冷藏库蒸发器28和高温库蒸发器29相连。

吸附床A3、吸附床B4、冷凝器8、过冷器10和氨储液器12共同组成吸附制冷循环系统，且吸附制冷循环系统中设置有和吸附床A3相连的电磁阀a1和电磁阀c5、和冷凝器8相连的海水泵b9、和氨储液器12相连的节流阀13、海水泵a7、和吸附床B4相连的电磁阀e15、电磁阀b2和电磁阀d6，吸附床通过高温烟气和冷却海水的切换完成对吸附床的加热和冷却过程，通过电磁阀来控制烟气以及氨气的流向，通过交替的切换完成整个连续循环从而达到连续制冷的效果。

过冷器10、喷淋装置20、真空罐21、烟气海水换热器22、水汽凝结器23和淡水箱30共同组成海水淡化系统，且海水淡化系统中设置有和喷淋装置20相连的海水泵d18、和过冷器10相连的海水泵c11、与淡水箱30和真空罐21相连的淡水出水泵31、和真空罐21相连的浓海水出水泵32、位于真空罐21中的隔板24、和真空罐21相连的真空泵19，水蒸气闪蒸后剩余浓度较高的海水从海水侧的浓海水出水泵32排出，海水泵c11泵入海水先经过过冷器10过冷氨液之后进入真空罐21，水蒸气在海水水汽凝结器23表面冷凝成淡水，经淡水出水泵31流入淡水箱30。

蒸发冷凝器14、二氧化碳储液器25、低温库蒸发器27、冷藏库蒸发器28和高温库蒸发器29共同组成载冷系统，且载冷系统中设置有与二氧化碳储液器25、低温库蒸发器27和高温库蒸发器29相连的二氧化碳屏蔽泵26，蒸发冷凝器14中制冷剂氨液气化带走大量热量，二氧化碳气体在蒸发冷凝器14中被冷凝，二氧化碳液体进入二氧化碳储液器25，再通过二氧化碳屏蔽泵26将其送到低温库蒸发器27、冷藏库蒸发器28、高温库蒸发器29中相变蒸发制冷，回到蒸发冷凝器14中循环。

工作原理：吸附制冷循环系统：吸附床A3解析、吸附床B4吸附过程，柴被加热后氨开始从吸附床A3中的吸附剂中解析出来，当制冷剂的压力达到冷凝压力时电磁阀c5打开，制冷剂进而进入冷凝器8中通过海水泵b9泵入海水与氨制冷剂换热，使其先冷却再冷凝，然后经过过冷器10制冷剂氨被过冷后储存在氨储液器12中，经过节流阀13节流降压后进入蒸发冷凝器14中吸热蒸发，产生冷量传递给二氧化碳载冷剂，此时，海水泵a7泵入海水冷却吸附床B4后吸附床温度降低，使吸附床中的吸附剂温度随之降低，蒸发吸附剂产生吸附作用，吸附床A3吸附、吸附床B4解析过程，柴油机主机排气烟气经过电磁阀b2后、加热吸附床B4当制冷剂的压力达到冷凝压力时电磁阀d6打开，制冷剂经一系列设备后在蒸发冷凝器14中蒸发，同时海水泵a7泵入海水冷却吸附床A3后吸附床温度降低，使吸附床中的吸附剂温度随之降低，蒸发冷凝器14中氨吸附剂产生吸附作用，吸附床通过高温烟气和冷却海水的切换完成对吸附床的加热和冷却过程，通过电磁阀来控制烟气以及氨气的流向，通过交替的切换完成整个连续循环从而达到连续制冷的效果。

载冷系统：蒸发冷凝器14中制冷剂氨液气化带走大量热量，二氧化碳气体在蒸发冷凝器14中被冷凝，二氧化碳液体进入二氧化碳储液器25，再通过二氧化碳屏蔽泵26将其送到低温库蒸发器27、冷藏库蒸发器28、高温库蒸发器29中相变蒸发制冷，回到蒸发冷凝器14中循环。

海水淡化系统：原料海水套缸冷却水先经过海水过滤器17再经海水泵d18后进入真空罐21，海水通过喷淋装置20喷淋在真空罐21内的烟气海水换热器22的表面，通过调节真空泵19维持真空罐21内一定的真空度，进而烟气不断加热海水使其闪蒸源源不断地产生水蒸气，真空罐21内设有隔板24，将真空罐21分为海水侧和淡水侧，水蒸气闪蒸后剩余浓度较高的海水从海水侧的浓海水出水泵32排出，海水泵c11泵入海水先经过过冷器10过冷氨液之后进入真空罐21，水蒸气在海水水汽凝结器23表面冷凝成淡水，经淡水出水泵31流入淡水箱30，完成制淡过程。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种船舶余热驱动的吸附制冷、载冷和海水淡化装置，包括海水泵a（7）、过冷器（10）、过滤器（17）、二氧化碳储液器（25）和淡水箱（30），其特征在于：所述海水泵a（7）与吸附床A（3）和吸附床B（4）相连，所述吸附床A（3）位于吸附床B（4）的边侧，且两者分别与电磁阀c（5）和电磁阀d（6）相连，并且吸附床A（3）和吸附床B（4）均与冷凝器（8）相连，所述过冷器（10）与冷凝器（8）相连，且过冷器（10）的边侧设置有海水泵c（11），所述过冷器（10）和氨储液器（12）相连，且氨储液器（12）和蒸发冷凝器（14）之间设置有节流阀（13），并且蒸发冷凝器（14）和吸附床B（4）之间设置有电磁阀e（15），同时蒸发冷凝器（14）和吸附床A（3）之间设置有电磁阀f（16），所述过滤器（17）和海水泵d（18）相连，且海水泵d（18）的边侧设置有真空罐（21），并且真空罐（21）中安装有喷淋装置（20）、烟气海水换热器（22）和水汽凝结器（23），所述二氧化碳储液器（25）和蒸发冷凝器（14）相连，且二氧化碳储液器（25）和低温库蒸发器（27）与冷藏库蒸发器（28）相连接，并且冷藏库蒸发器（28）和高温库蒸发器（29）相连。

2.根据权利要求1所述的一种船舶余热驱动的吸附制冷、载冷和海水淡化装置，其特征在于：所述吸附床A（3）、吸附床B（4）、冷凝器（8）、过冷器（10）和氨储液器（12）共同组成吸附制冷循环系统，且吸附制冷循环系统中设置有和吸附床A（3）相连的电磁阀a（1）和电磁阀c（5）、和冷凝器（8）相连的海水泵b（9）、和氨储液器（12）相连的节流阀（13）、海水泵a（7）、和吸附床B（4）相连的电磁阀e（15）、电磁阀b（2）和电磁阀d（6）。

3.根据权利要求1所述的一种船舶余热驱动的吸附制冷、载冷和海水淡化装置，其特征在于：所述过冷器（10）、喷淋装置（20）、真空罐（21）、烟气海水换热器（22）、水汽凝结器（23）和淡水箱（30）共同组成海水淡化系统，且海水淡化系统中设置有和喷淋装置（20）相连的海水泵d（18）、和过冷器（10）相连的海水泵c（11）、与淡水箱（30）和真空罐（21）相连的淡水出水泵（31）、和真空罐（21）相连的浓海水出水泵（32）、位于真空罐（21）中的隔板（24）、和真空罐（21）相连的真空泵（19）。

4.根据权利要求1所述的一种船舶余热驱动的吸附制冷、载冷和海水淡化装置，其特征在于：所述蒸发冷凝器（14）、二氧化碳储液器（25）、低温库蒸发器（27）、冷藏库蒸发器（28）和高温库蒸发器（29）共同组成载冷系统，且载冷系统中设置有与二氧化碳储液器（25）、低温库蒸发器（27）和高温库蒸发器（29）相连的二氧化碳屏蔽泵（26）。