[發(fā)明專利]船用尾氣余熱吸收式制冷機(jī)用的熱源控制裝置

有效

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• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN102937346A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龐啟東;張文輝
• 申請（專利權(quán)）人: 佛山市匯控?zé)崮苤评淇萍加邢薰?/a>
• 主分類號: F25B27/02
• 分類號: F25B27/02;F25B15/04
• 代理公司: 佛山市永裕信專利代理有限公司 44206
• 代理人: 朱永忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及尾氣余熱吸收式制冷機(jī)熱源控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種船用尾氣余熱吸收式制冷機(jī)用的熱源控制裝置。

背景技術(shù)

吸收式制冷是一種以熱能為動力的制冷方式。對于發(fā)動機(jī)尾氣余熱的利用通常是將發(fā)動機(jī)排出的高溫?zé)煔鈸Q熱轉(zhuǎn)化為蒸汽的熱能進(jìn)而推動制冷機(jī)工作系統(tǒng)的吸收制冷循環(huán)。為確保制冷機(jī)正常工作，作為熱源的蒸汽的溫度必須穩(wěn)定保持在適當(dāng)?shù)姆秶Ｊ紫?，蒸汽溫度必須達(dá)到吸收制冷循環(huán)的最低工作溫度，在通常的利用尾氣余熱的場合，該溫度值視不同的工況條件約為100～120℃，一般發(fā)動機(jī)尾氣余熱都可以達(dá)到。但吸收式制冷機(jī)要穩(wěn)定正常工作且達(dá)到最佳的制冷效率，蒸汽溫度應(yīng)保持在170～180℃之間的范圍內(nèi)（同樣按制冷機(jī)的不同工況條件）。由于發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)即尾氣余熱的熱量具有不穩(wěn)定性，當(dāng)熱量過大時，必須將過多的熱量排走，蒸汽溫度才不會過高，才能保證制冷機(jī)正常工作。因此，必須對所利用的發(fā)動機(jī)尾氣的余熱進(jìn)行控制。

對發(fā)動機(jī)尾氣余熱的利用，目前采用的方式是使尾氣通過尾氣換熱器將水加熱成高溫蒸汽。所述尾氣換熱器為圓筒形管殼式結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部的換熱管簇與圓筒管殼的中軸線平行并等距以圓環(huán)形排布，尾氣換熱器其底部為尾氣入口，頂部為尾氣出口，在尾氣換熱器上部、下部分別設(shè)有蒸汽出口、冷凝水回流入口，所述蒸汽出口和冷凝水回流入口均與尾氣換熱器的殼程連通。工作時，尾氣走管程，水-蒸汽走殼程，尾器由尾氣入口通入尾氣換熱器，通過換熱管，從尾氣出口排走。

為對所利用的發(fā)動機(jī)尾氣的余熱進(jìn)行控制，通常較簡單和直接的方式是在尾氣通道設(shè)置帶有控制系統(tǒng)的三通閥。制冷機(jī)工作時，三通閥打開，讓尾氣直接通入尾氣換熱器；當(dāng)尾氣熱量過多使蒸汽溫度高于設(shè)定溫度時，制冷機(jī)的蒸汽溫度控制器發(fā)出信號，三通閥動作，將尾氣從旁通管排走，不使尾氣進(jìn)入換熱器；當(dāng)設(shè)備需要熱量（蒸汽溫度低于設(shè)定溫度）時，溫度控制器控制三通閥再動作，將尾氣引入換熱器。如此通過三通閥的動作，實(shí)現(xiàn)對所利用的尾氣余熱進(jìn)行控制。但是，這種方式的明顯缺陷是：三通閥一直處于高溫尾氣（高達(dá)400～600℃）的環(huán)境下，閥門板常常處于高溫狀態(tài)而容易變形，電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)在高溫環(huán)境下也容易損壞而無法正常使用，此時就必須停機(jī)檢修或更換相關(guān)部件，這種現(xiàn)象比較嚴(yán)重時，制冷機(jī)連續(xù)工作十天八天就要進(jìn)行維護(hù)處理，造成設(shè)備停工、材料的大量耗用和運(yùn)行成本的增高。而更嚴(yán)重的問題是：由于閥門板變形和電動部件損壞，造成系統(tǒng)控制失效、執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作失靈，導(dǎo)致設(shè)備故障甚至發(fā)生事故。特別當(dāng)帶有渦輪增壓的發(fā)動機(jī)中冷有異常時，使尾氣溫度大幅上升（這種情況并非少見），三通閥不能立即關(guān)閉（或完全關(guān)閉）換熱器的尾氣進(jìn)口并將發(fā)動機(jī)尾氣從旁通管排走，此時，大量的高溫?zé)煔庥咳霌Q熱管，熱量迅速積聚，使蒸汽溫度突然升高，壓力增大，直至蒸汽安全閥啟動排汽減壓；或過高溫蒸汽加熱氨-水溶液，氨氣壓力升高，直至氨-水循環(huán)系統(tǒng)安全閥啟動噴氨。這種事故的發(fā)生嚴(yán)重影響了制冷機(jī)設(shè)備的正常工作和安全生產(chǎn)。

此外，三通閥和旁通管的安裝占用非常大的空間，這對在船上（特別是中小型漁船）的使用環(huán)境更是很不適合。而且，使用三通閥開關(guān)將尾氣旁通或引入換熱器來控制提供制冷機(jī)的熱量，從響應(yīng)速度和準(zhǔn)確性上不容易做到使提供制冷機(jī)的蒸汽控制在最佳的工作溫度。而這一問題的解決正是要求體積小、重量輕、制冷效率高的船用制冷機(jī)所非常需要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種船用尾氣余熱吸收式制冷機(jī)用的熱源控制裝置，該裝置采用水冷型的冷卻方式控制蒸汽的溫度，以實(shí)現(xiàn)對吸收式制冷機(jī)熱源的控制，使船用吸收式制冷機(jī)能連續(xù)正常工作并獲得最佳的工作效率。

本發(fā)明所提出的技術(shù)解決方案是這樣的：一種船用尾氣余熱吸收式制冷機(jī)用的熱源控制裝置，包括尾氣換熱器1和吸收式制冷機(jī)主機(jī)8，該尾氣換熱器1上部設(shè)有第1蒸汽出口3，其下部設(shè)有冷凝水回流入口12，吸收式制冷機(jī)主機(jī)8設(shè)有第2蒸汽入口9和冷凝水出口10，其特征在于：還設(shè)有水冷式換熱器2，設(shè)在水冷式換熱器2頂部的第1蒸汽入口5通過輸汽管4與所述第1蒸汽出口3貫通連接，設(shè)在水冷式換熱器2底部的第2蒸汽出口6通過送汽管7與所述第2蒸汽入口9貫通連接，所述冷凝水出口10通過回流管11與冷凝水回流入口12貫通連接，位于水冷式換熱器2下部的冷卻水入口15通過水管與冷卻水泵連接，水冷式換熱器2上部設(shè)有冷卻水出口16，冷卻水泵工作電源與吸收式制冷機(jī)主機(jī)8的蒸汽溫度控制器電氣連接。