專利名稱：一種船舶發(fā)動機排氣余熱驅(qū)動的船用氨水吸收制冷機的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于余熱制冷技術(shù)領域；涉及到一種由船舶發(fā)動機排氣余熱驅(qū)動的，可以在傾斜、搖擺、顛簸條件下運行的船用氨水吸收制冷機。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有氨水吸收制冷機的發(fā)生器上部設有精餾塔，濃氨水溶液從精餾塔提餾段進入，依靠重力由上而下流入發(fā)生器，發(fā)生器內(nèi)存在液面；制冷機內(nèi)采用降膜吸收器，這些設備傾斜、搖擺、顛簸條件下運行其工作性能急劇惡化，導致現(xiàn)有氨水吸收制冷機不能在傾斜、搖擺、顛簸條件下運行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種由船舶發(fā)動機排氣余熱驅(qū)動的船用氨水吸收制冷機。本發(fā)明是要解決可以在傾斜、搖擺、顛簸條件下運行的由船舶發(fā)動機排氣余熱驅(qū)動的船用氨水吸收制冷機，為船舶提供制冷和空調(diào)的冷量需求，節(jié)約能源，保護環(huán)境，降低船舶制冷和空調(diào)運行費用。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是取消精餾器，單獨設置一個上部帶分凝器，下部可以儲存一定容積稀氨水的氣液分離罐；采用滿液發(fā)生器，濃氨水溶液從發(fā)生器下部均勻進入發(fā)生器，由船舶發(fā)動機排氣余熱加熱氨水溶液所產(chǎn)生的氨氣泡連同稀氨水溶液一起流出發(fā)生器，在氣液分離罐內(nèi)進行分離；含水氨氣經(jīng)過由冷濃氨水溶液冷卻的分凝器后被部分提純并從氣液分離罐頂部流出，在冷凝器內(nèi)冷凝成含水氨液；采用設置在滿液鼓泡吸收器上方的多芯套管蒸發(fā)器和與其直接相連的盤管過冷器，含水氨液由上而下流經(jīng)套管式蒸發(fā)器內(nèi)的蒸發(fā)管部分蒸發(fā)；從套管式蒸發(fā)器出來的氨氣及未能氣化的氨水溶液經(jīng)盤管過冷器進一步換熱后，進入滿液鼓泡吸收器下部的鼓泡管產(chǎn)生氣泡，同時來自氣液分離罐并經(jīng)溶液熱交換器冷卻后的稀氨水溶液也從滿液鼓泡吸收器下部的布液管進入；氨氣泡在滿液鼓泡吸收器內(nèi)被稀氨水溶液吸收，濃氨水溶液從滿液鼓泡吸收器上部出液口流入帶浮球液位控制器的濃氨水溶液儲罐；與浮球和轉(zhuǎn)閥相連的連桿將浮球上下浮動變成旋閥的左右轉(zhuǎn)動使轉(zhuǎn)閥的流通面積發(fā)生變化，來調(diào)節(jié)進入滿液鼓泡吸收器的稀氨水溶液流量；溶液儲罐內(nèi)的濃氨水溶液通過氨水泵加壓并經(jīng)溶液熱交換器后再次進入滿液發(fā)生器；滿液發(fā)生器和吸收器內(nèi)充滿液體或氣液混合物，可以在傾斜、搖擺、顛簸等狀況下正常工作；由于取消精餾器并采用滿液發(fā)生器和吸收器，為此設置帶分凝器的氣液分離罐和置于吸收器上防彈多芯套管蒸發(fā)器；氣液分離罐可以容納制冷機工作時因在滿液發(fā)生器和吸收器的溶液中有氨氣泡所排擠出的氨水溶液，設置分凝器可以部分提純含水氨氣，置于吸收器上方的多芯套管蒸發(fā)器可以使含水氨液在重力和壓差作用下自上而下流動，并使未能蒸發(fā)的含水氨液自動流入下方的吸收器。
本發(fā)明的效果和益處是改進后的船用氨水吸收制冷機可以用來回收利用船舶發(fā)動機排氣余熱進行制冷，并能在傾斜、搖擺、顛簸狀態(tài)下正常工作，用以替代壓縮制冷機組，節(jié)約燃油，降低費用；本項發(fā)明特別適用于各種船舶余熱制冷、制冰、空調(diào)系統(tǒng)。


圖1是由船舶發(fā)動機排氣余熱驅(qū)動的船用氨水吸收制冷機工作循環(huán)流程；圖中虛線表示氣液混合物或氨蒸氣流，實線表示氨液或冷卻水流，單點劃線表示稀氨水溶液流，雙點劃線表示濃氨水流，箭頭所指方向為流動方向。
圖2是滿液式發(fā)生器結(jié)構(gòu)橫剖面圖。
圖3是氣液分離罐結(jié)構(gòu)圖。
圖4是滿液式鼓泡吸收器和帶浮球液位控制器的濃氨水溶液儲罐橫剖面圖。
圖5是多芯套管蒸發(fā)器和氨液過冷器組件側(cè)視圖。
圖中，1滿液式發(fā)生器，2溶液熱交換器，3滿液式鼓泡吸收器，4氨液過冷器，5多芯套管蒸發(fā)器，6稀氨水流量調(diào)節(jié)閥，7浮球液位傳感變送器，8濃氨水溶液罐，9電磁閥，10液位開關(guān)，11溶液泵，12氨液罐，13冷凝器，14氣液分離罐；1-1煙氣管，1-2氣液混合物流出孔，1-3集箱；1-4出口管，1-5分布管，1-6進口管，1-7排液管，1-8筒體；14-1進口管，14-2氣液分離孔板，14-3絲網(wǎng)填料，14-4分凝盤管，14-5出口管，14-6稀溶液出口管，14-7罐體；3-1氨氣進口管，3-2鼓泡管，3-3進液管，3-4布液管，3-5冷卻管，3-6出口孔，3-7集箱，3-8出口管，3-9吸收器筒體；6-1閥芯，6-2閥體；7-1連桿，7-2浮球；4-1氨氣出口管，4-2熱氨液入口管，4-3冷氨液出口管；5-1載冷劑入口管，5-2集箱，5-3多芯套管，5-4載冷劑出口管。
具體實施例方式
下面結(jié)合技術(shù)方案和附圖，詳細敘述本發(fā)明的具體實施例。
附圖1是一種船舶發(fā)動機排氣余熱驅(qū)動的船用氨水吸收制冷機工作循環(huán)流程，附圖2是滿液式發(fā)生器結(jié)構(gòu)橫剖面圖，附圖3是氣液分離罐結(jié)構(gòu)圖，附圖4是滿液式鼓泡吸收器和帶浮球液位控制器的濃氨水溶液儲罐橫剖面圖，附圖5是多芯套管蒸發(fā)器和氨液過冷器組件側(cè)視圖。
船舶發(fā)動機排氣余熱驅(qū)動的船用氨水吸收制冷機工作過程為發(fā)動機排氣流股1a、1b通過滿液發(fā)生器1(附圖2)中的煙氣管1-1將熱量傳遞給煙氣管外的氨水溶液，產(chǎn)生的氨氣泡和氨水溶液通過在發(fā)生器筒體1-8兩端按一定角度排列的氣液混合物流出孔1-2進入集箱1-3并經(jīng)出口管1-4流出發(fā)生器，進入氣液分離罐14(附圖3)中的進口管14-1；在重力的作用下，氨水溶液進入分離罐的下部，并經(jīng)稀溶液出口管14-6流出氣液分離罐14；含水氨氣經(jīng)氣液分離孔板14-2流過絲網(wǎng)填料14-3和分凝盤管14-4被部分提純后從氨氣出口管14-5離開氣液分離罐14；氣液分離罐14有一定的容積，以容納制冷機組工作時在滿液發(fā)生器1和滿液鼓泡吸收器3中被排擠出的氨水溶液；含水氨氣在冷凝器13內(nèi)冷凝成含水氨液并進入氨液罐12，冷凝熱量被冷卻水流股13a、13b帶走；當氨液罐內(nèi)氨液積聚到一定量時，氨液位開關(guān)10發(fā)出信號控制氨液管路電磁閥開啟，含水氨液通過氨液盤管過冷器4降溫，并經(jīng)冷氨液出口管4-3和氨液分配器分流，進入設置在吸收器上方的多芯套管蒸發(fā)器5(附圖5)；在多芯套管蒸發(fā)器5內(nèi)含水氨液由上而下蒸發(fā)，蒸發(fā)產(chǎn)生的冷量被由下而上流動的載冷劑流股5a、5b帶走；冷氨氣與未能蒸發(fā)的含水氨液進入氨液盤管過冷器4進一步蒸發(fā)并提升溫度；從氨液盤管過冷器4出來的氨氣和氨水溶液通過管路進入滿液鼓泡吸收器3(附圖4)中的進口管3-1，并通過鼓泡管3-2在氨水溶液中產(chǎn)生均勻的氨氣泡；來自氣液分離罐14經(jīng)溶液熱交換器2降溫后的稀氨水溶液通過進液管3-3和布液管3-4在滿液鼓泡吸收器3的下部進入，吸收氨氣泡；在滿液鼓泡吸收器3內(nèi)氨氣泡和氨水溶液自下而上流動，流動過程氨氣泡不斷地被氨水溶液吸收，吸收所產(chǎn)生的熱量通過冷卻管3-5被自上而下的冷卻水流股3a、3b帶走；吸收氨氣的濃氨水溶液通過在吸收器筒體3-8兩端按一定角度排列的出口孔3-6進入集箱3-7，最終通過出口管3-8進入帶浮球液位控制器的濃氨水溶液儲8(附圖4)；濃氨水溶液儲8內(nèi)氨水溶液液位變化導致浮球7-2上下浮動，通過浮球與稀氨水流量調(diào)節(jié)閥6中的閥芯6-2相連的連桿，將浮球上下浮動的信號放大并變成閥芯6-2左右旋轉(zhuǎn)，使閥芯6-2中的孔與閥體6-1之間的孔產(chǎn)生錯位，改變流通面積；根據(jù)兩孔之間錯位的大小來改變進入滿液鼓泡吸收器的稀氨水溶液流量；濃氨水溶液罐8內(nèi)的氨水溶液通過管路與溶液泵11相連，濃氨水溶液經(jīng)溶液泵11加壓后流過氣液分離罐14上部的分凝盤管14-4，吸收盤管外含水氨氣的部分熱量，起到對含水氨氣部分提純的作用；從分凝盤管14-4出來的濃氨水溶液通過溶液熱交換器2再次升溫后進入滿液發(fā)生器再次被煙氣加熱，產(chǎn)生氨氣，這樣完成一個工作循環(huán)。
權(quán)利要求
1.一種船舶發(fā)動機排氣余熱驅(qū)動的船用氨水吸收制冷機，其特征在于利用船舶發(fā)動機排氣余熱加熱充滿氨水溶液的發(fā)生器，在發(fā)生器內(nèi)產(chǎn)生的氨氣連同稀氨水溶液一并進入一個單獨設置的氣液分離罐，進行氣液分離；分離出的氨氣經(jīng)設置在氣液分離罐上部由冷氨水溶液冷卻的分凝器后，在冷凝器內(nèi)冷凝成氨液；氨液經(jīng)盤管過冷器冷卻后進入設置在滿液鼓泡吸收器上方的多芯套管蒸發(fā)器，由上而下流經(jīng)多芯套管蒸發(fā)器；從多芯套管蒸發(fā)器出來的冷氨氣及未能蒸發(fā)的含水氨液流經(jīng)盤管過冷器作進一步換熱后，進入設置在滿液鼓泡吸收器下部的鼓泡管產(chǎn)生氨氣泡；同時來自氣液分離罐并經(jīng)溶液熱交換器冷卻后的稀氨水溶液也從滿液鼓泡吸收器下部的布液管進入吸收器；氨氣泡在滿液鼓泡吸收器內(nèi)被稀氨水溶液吸收，濃氨水溶液從吸收器上部出液口流入帶浮球液位控制器的濃氨水溶液儲罐；通過氨水溶液儲罐內(nèi)液位變化帶動浮球上下浮動，與浮球和旋閥相連的連桿將浮球上下浮動變成旋閥的左右轉(zhuǎn)動來調(diào)節(jié)進入滿液鼓泡吸收器的稀氨水溶液流量；氨水泵將溶液儲罐內(nèi)的濃氨水溶液加壓，經(jīng)溶液熱交換器后泵入滿液發(fā)生器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船舶發(fā)動機排氣余熱驅(qū)動的船用氨水吸收制冷機，其特征在于采用滿液發(fā)生器，濃氨水溶液從發(fā)生器下部布液管進入，煙氣流經(jīng)設在發(fā)生器筒體內(nèi)的煙管將熱量傳給管外的氨水溶液產(chǎn)生氨氣泡，氨氣泡連同稀氨水溶液通過發(fā)生器上部兩側(cè)出口流出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船舶發(fā)動機排氣余熱驅(qū)動的船用氨水吸收制冷機，其特征在于設置一個獨立的氣液分離罐，上部設有氣液分離孔板、絲網(wǎng)填料和由冷氨水濃溶液冷卻的分凝器，下部為氨水溶液膨脹容器，用來接納制冷機工作時因產(chǎn)生的氨氣泡需要占據(jù)滿液發(fā)生器和滿液鼓泡吸收器部分容積所排擠出的氨水溶液，來自滿液發(fā)生器的氣液混合物在分離罐內(nèi)被分離成含水氨氣和稀氨水溶液，含水氨氣流經(jīng)氣液分離孔板、絲網(wǎng)填料和分凝器后從分離罐頂部流出，稀氨水溶液從分離罐下部流出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船舶發(fā)動機排氣余熱驅(qū)動的船用氨水吸收制冷機，其特征在于采用設置在滿液鼓泡吸收器上方的多芯套管蒸發(fā)器和氨液過冷器，含水氨液由上而下流經(jīng)多芯套管蒸發(fā)器部分氣化，冷氨氣與未能氣化的含水氨液流經(jīng)氨液過冷器作進一步換熱后，由重力和壓差作用自動流入滿液鼓泡吸收器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船舶發(fā)動機排氣余熱驅(qū)動的船用氨水吸收制冷機，其特征在于采用滿液鼓泡吸收器，吸收器下部設有布液管和鼓泡管，鼓泡管以上布置冷卻管，氨水溶液充滿吸收器內(nèi)部空間，經(jīng)過冷卻的稀氨水溶液從布液管進入，氨氣則通過鼓泡管形成氨氣泡均勻分布，氨氣泡在浮升過程中被周圍的氨水溶液吸收，吸收熱量傳給冷卻管，濃氨水溶液通過吸收器上部兩側(cè)出口流出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船舶發(fā)動機排氣余熱驅(qū)動的船用氨水吸收制冷機，其特征在于單獨設置一個與吸收器溶液出口平行并設有浮球液位控制器的濃氨水溶液罐，從吸收器流出的濃氨水溶液進入濃氨水溶液罐，罐內(nèi)液位變化帶動浮球上下浮動，與浮球和旋閥相連的連桿將浮球上下浮動變成旋閥的轉(zhuǎn)動使閥孔的流通面積發(fā)生變化，調(diào)節(jié)進入滿液鼓泡吸收器的稀氨水溶液流量，濃氨水溶液罐出口由管路與溶液泵相連。
全文摘要
一種船舶發(fā)動機排氣余熱驅(qū)動的船用氨水吸收制冷機，涉及余熱制冷技術(shù)領域。本發(fā)明的特征是，利用船舶發(fā)動機排氣余熱加熱充滿氨水溶液的發(fā)生器；氨氣連同溶液一并進入氣液分離罐，分離出的含水氨氣通過分凝器被部分提純后在冷凝器內(nèi)冷凝；氨液在套管蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)而產(chǎn)生冷量，冷氨氣和未蒸發(fā)的含水氨液在盤管過冷器進一步換熱，并在重力和壓差的作用下進入滿液鼓泡吸收器；氨氣泡被來自氣液分離罐并經(jīng)溶液熱交換器冷卻的稀氨水溶液吸收，濃氨水溶液進入氨水溶液儲罐，并由溶液泵將其泵入滿液發(fā)生器。本發(fā)明的效果和益處是利用余熱的制冷機可在傾斜、搖擺、顛簸條件下工作；具有節(jié)能、環(huán)保、運行費低的特性；特別適用于各類船舶的制冷、制冰及空調(diào)。
文檔編號F25B27/02GK101033898SQ20071001106
公開日2007年9月12日 申請日期2007年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月20日
發(fā)明者徐士鳴 申請人:大連理工大學