[實用新型]船用氨水吸收式冷凍系統

有效

• 申請號: 202021718357.0
• 申請日: 2020-08-18
• 公開（公告）號: CN212692165U
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 杜帥;姜永宏
• 申請（專利權）人: 江蘇江平新環境科技有限公司
• 主分類號: F25B15/04
• 分類號: F25B15/04;F25B39/00;F25B33/00;F25B27/02
• 代理公司: 濟南鼎信專利商標代理事務所(普通合伙) 37245
• 代理人: 梁國海

一種船用氨水吸收式冷凍系統，應用于余熱制冷技術領域，包括熱源端：由尾氣發生器、分離器和回熱器組成；用冷端：由冷凝吸收器、海水換熱器、過冷器、蒸發器、溶液泵、循環泵、制冷劑節流閥和溶液節流閥組成。熱源端和用冷端由氨氣、稀氨水溶液和濃氨水溶液管路相連。本發明采用濃氨水溶液多重側線回收精餾熱；采用溶液強制流動的相變取熱技術和間接釋熱技術實現系統穩定熱輸入；采用預冷溶液循環實現冷凝與吸收過程產生熱量在海水換熱器中集中排放；采用鎳基釬焊不銹鋼毛細管束作為內部換熱器。氨水吸收冷凍系統在船舶應用時，能夠實現氨水吸收式冷凍系統熱輸入的穩定、系統熱效率的提高和系統體積的減小，并能耐海水腐蝕和抗船舶搖擺。

技術領域

本實用新型涉及余熱制冷技術領域，尤其是一種應用于船舶的氨水吸收式冷凍系統。

背景技術

傳統中小型漁船帶冰出海作業，增加了船舶的載重，從而增加了油耗。而且，敷冰保鮮使得下層漁貨溫度較高，可能造成漁貨保鮮不善成為養殖飼料，給漁民造成損失。另外，漁船帶冰作業時間有限，不利于海產品品質的保持。雖然在海上有出售冰塊的船舶，但是其限制了漁船捕撈的自由靈活性，使得捕撈作業的海域受限。而且出售冰塊的商人具有定價權，漁民需要高價購入冰塊，使得捕撈的總成本也有所增加。在船上使用電壓縮式的制冰系統會大大增加船舶的耗電量，意味著耗油量同樣大為增加，初投資的成本也是值得考慮的。漁船發動機排放的尾氣溫度可達400℃甚至更高，具有較高的余熱量和品位，然而發動機尾氣的熱量通常都是直接排放至環境，沒有得到有效利用。

氨水吸收式制冷系統可以用發動機尾氣余熱驅動進行冷凍應用，能夠做到節能減排，天然制冷劑的使用也不會對臭氧層造成破壞，也不會加劇溫室效應，是漁船制冷保鮮的很好的選擇。然而船舶上的氨水吸收制冷系統不同于陸上，需要克服以下幾個關鍵問題：

第一，COP不能過低。在相同制冷功率下，COP過低將會大大增加系統的散熱量，冷卻水泵的耗電量增加，溶液泵耗電量也增大，系統節省的電能不再明顯。

第二，吸收和發生過程需要抗船舶搖擺。通常氨水吸收制冷系統中的降膜吸收器和精餾塔都是靠重力作用進行氣體的吸收和解吸過程。然而海上顛簸搖擺對吸收過程和精餾塔過程影響很大，由于具有自由液面，會導致吸收器和精餾塔內氣體與液體的分布不均，降低了系統的性能，嚴重的情況下，系統制冷量不足，性能急劇惡化。

第三，換熱器緊湊耐腐蝕。由于船上可利用空間小，系統需要緊湊化，高度和體積都有限制。而傳統氨水吸收系統的最大缺點之一就是體積大，尤其是精餾塔，因此需要考慮新的精餾過程，并且使用緊湊型換熱器。而且由于系統由海水冷卻，需要海水換熱器耐海水腐蝕。

第四，熱源適應能力強。除了吸收器和氣體提純過程需要穩定可靠，發生過程也需要穩定可靠。由于船舶發動機的排煙量和排煙溫度都隨著發動機功率大小的變化而變化，而發動機的功率隨著航行、加速等情況功率會急劇變化，這就會急劇影響氨水吸收系統的輸入熱量，從而引起系統的不穩定。因此，需要采用可靠的發生過程方式。

經過對現有技術的搜索發現，中國專利公開號為：CN 101033898 A，專利名稱為：一種船舶發動機排氣余熱驅動的船用氨水吸收制冷機，該發明利用船舶發動機排氣余熱加熱充滿氨水溶液的發生器，氨氣與稀溶液進入氣液分離罐，分離后的含水蒸汽通過分凝器部分提純后在冷凝器內冷凝，氨液在套管蒸發器內蒸發產生冷量，冷氨氣和未蒸發氨液在過冷器換熱后，進入滿液鼓泡吸收器，氣泡被來自分離器并經過溶液熱交換器冷卻的稀氨水溶液吸收，濃氨水溶液由溶液泵泵入滿液發生器。該專利全部濃氨水溶液由發動機尾氣加熱，在尾氣流量和溫度隨發動機功率增大急劇升高時，會導致熱輸入不穩定，發生的氨水蒸汽含水量增大，即使是干式蒸發也不能實現低蒸發溫度；同時系統回熱簡單、吸收器和冷凝器都需要海水冷卻，存在系統效率低、不耐海水腐蝕的缺點。