一種金槍魚漁船余熱回收噴射式自復(fù)疊制冷裝置的制造方法
【專利摘要】一種金槍魚漁船余熱回收噴射式自復(fù)疊制冷裝置，包括噴射器、冷凝器、氣液分離器、低溫級干燥過濾器、高溫級節(jié)流閥、蒸發(fā)冷凝器、低溫級干燥過濾器、低溫級節(jié)流閥、蒸發(fā)器、回?zé)崞?、低溫級電動調(diào)節(jié)閥、高溫級電動調(diào)節(jié)閥、廢氣渦輪增壓器、循環(huán)泵、發(fā)電機、柴油機、發(fā)生器。蒸發(fā)冷凝器與冷凝器之間設(shè)有一噴射器，噴射器和蒸發(fā)冷凝器之間設(shè)有一廢氣渦輪增壓器。本實用新型充分考慮漁船柴油機廢氣余熱屬于低品位能源的特點，提高了燃油利用率；并且采用在噴射器前加裝廢氣渦輪增壓器的方式在回收漁船柴油機廢氣的同時，改善了噴射式制冷系統(tǒng)的性能，在滿足漁船低溫冷凍保藏的需求的前提下，在節(jié)能減排等方面有明顯的優(yōu)勢。
【專利說明】
一種金槍魚漁船余熱回收噴射式自復(fù)疊制冷裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型屬于制冷及低溫技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種噴射式自復(fù)疊制冷裝置，尤其涉及一種帶有增壓器的金槍魚漁船余熱回收噴射式自復(fù)疊低溫制冷裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為海洋經(jīng)濟的重要組成部分，遠(yuǎn)洋漁業(yè)不僅具有重要的經(jīng)濟利益和資源意義，還關(guān)系到海洋權(quán)益、食品供應(yīng)安全、外交戰(zhàn)略及國際合作等。隨著近海漁業(yè)資源日益枯竭，遠(yuǎn)洋漁業(yè)資源開發(fā)利用越來越被大家所關(guān)注。金槍魚作為一種具有高蛋白、低脂肪的高商品價值的大型遠(yuǎn)洋性重要商品食用魚，是遠(yuǎn)洋漁業(yè)的重要魚種，但由于其魚肉含較高的肌紅蛋白，極易氧化，因此需要保證_55°C的凍結(jié)溫度，-50°C的冷藏溫度。目前，我國大部分漁船采用單機雙級活塞式壓縮制冷系統(tǒng)來制取相應(yīng)的低溫環(huán)境，采用R22作為制冷工質(zhì)。然而，該系統(tǒng)應(yīng)用于漁船低溫制冷領(lǐng)域，其系統(tǒng)性能優(yōu)化及制冷劑方面還有待改進。大部分遠(yuǎn)洋漁船采用柴油發(fā)動機作為推進裝置，其功率高，同時排氣和氣缸冷卻余熱大，這些低品位能量往往被直接浪費掉，但如果能有效地利用這部分能量，可以節(jié)約大量的能源，同時廢氣被充分利用，可以減少有害氣體的排放。
[0003]為了解決漁船柴油機廢氣余熱造成的能源浪費問題，公開號為CN203837369U的專利文獻(xiàn)公開了一種金槍魚漁船余熱吸收制冷復(fù)疊壓縮制冷冷庫裝置，金槍魚漁船余熱吸收制冷復(fù)疊壓縮制冷冷庫裝置，包括發(fā)電機、柴油機、熱水箱、蒸汽發(fā)生器、精餾器、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)冷凝器、吸收器、溶液栗、溶液熱交換器和R22制冷系統(tǒng)，所述柴油機連接發(fā)電機，發(fā)電機與R22制冷系統(tǒng)相連接，柴油機上的熱水箱通過管路接入蒸汽發(fā)生器，蒸汽發(fā)生器通過管路依次和精餾器、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)冷凝器、吸收器、溶液栗、溶液熱交換器相連接，蒸發(fā)冷凝器的放熱端接入R22制冷系統(tǒng)，冷凝器、吸收器的冷卻端接入海水管道。R22制冷系統(tǒng)的制冷劑在蒸發(fā)冷凝器中被氨蒸發(fā)冷凝成液態(tài)制冷劑，流入儲液桶，分別根據(jù)高、低溫冷庫負(fù)荷調(diào)節(jié)所需制冷劑流量進行對冷庫制冷。這樣系統(tǒng)充分利用漁船柴油機不同品味能量各自特點，將低品位的余熱用于制冷，提高了燃油利用率和制冷效率。但是由于上述系統(tǒng)采用的吸收式制冷，系統(tǒng)中存在自由液面，在遠(yuǎn)洋漁船這種比較不穩(wěn)定運行工況下，容易造成系統(tǒng)泄漏的問題。并且，吸收式制冷在系統(tǒng)的氣密性上也有較高的要求，像遠(yuǎn)洋漁船這種比較復(fù)雜的環(huán)境不容易滿足。因此，在遠(yuǎn)洋漁船上不采用吸收式制冷。
[0004]噴射式制冷是一種依靠低品位熱能節(jié)能環(huán)保的制冷方式，與吸收式制冷相比無運動部件，降低了系統(tǒng)泄漏的可能性，提高了運用在遠(yuǎn)洋漁船上的可靠性。自復(fù)疊式制冷是以兩種或兩種以上不同沸點的混合工質(zhì)為制冷劑，用單臺壓縮機，通過自然分離和多級復(fù)疊的方法，實現(xiàn)了在高低沸點組分之間復(fù)疊，能在適中的壓力與壓比條件下制取較低的溫度。相較于傳統(tǒng)的復(fù)疊系統(tǒng)，自復(fù)疊制冷系統(tǒng)因其結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、可靠性高和壽命長等特點通常被用來制取-40°C以下的低溫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提供一種金槍魚漁船余熱回收噴射式自復(fù)疊制冷裝置，噴射式制冷和自復(fù)疊式制冷結(jié)合的方法，有效解決了漁船柴油機廢氣余熱浪費等問題，有較高的熱經(jīng)濟性;無傳統(tǒng)的制冷壓縮機，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了可靠性，并且降低了設(shè)備成本;在噴射器前加入廢氣渦輪增壓器，利用柴油機的廢氣驅(qū)動，進一步利用了柴油機的廢氣，并可有效提高傳統(tǒng)噴射式制冷系統(tǒng)性能。
[0006]本實用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是一種金槍魚漁船余熱回收噴射式自復(fù)疊制冷裝置，包括噴射器、冷凝器、氣液分離器、低溫級干燥過濾器、高溫級節(jié)流閥、蒸發(fā)冷凝器、低溫級干燥過濾器、低溫級節(jié)流閥、蒸發(fā)器、回?zé)崞鳌⒌蜏丶夒妱诱{(diào)節(jié)閥、高溫級電動調(diào)節(jié)閥、廢氣渦輪增壓器、循環(huán)栗、發(fā)電機、柴油機、發(fā)生器。蒸發(fā)冷凝器與冷凝器之間設(shè)有一噴射器，噴射器和蒸發(fā)冷凝器之間設(shè)有一廢氣渦輪增壓器。
[0007]柴油機連接發(fā)電機，發(fā)電機連接循環(huán)栗，為其提供電力;柴油機排出的廢氣一路通過管道接入發(fā)生器，為其提供熱量，另一路進入廢氣渦輪增壓器，為其提供動力;經(jīng)過廢氣渦輪增壓器后的廢氣與蒸發(fā)器出口的制冷劑在回?zé)崞髦袚Q熱；發(fā)生器、噴射器、冷凝器、氣液分離器和循環(huán)栗組成回路，為噴射器的連續(xù)工作提供動力，制冷劑在發(fā)生器中被廢氣加熱，形成的高溫高壓蒸汽進人噴射器，將來自回?zé)崞骱驼舭l(fā)冷凝器的制冷工質(zhì)抽吸到噴射器中；噴射器出口與冷凝器入口相連;冷凝器出口與氣液分離器入口相連;氣液分離器氣態(tài)工質(zhì)出口直接連接蒸發(fā)冷凝器，液態(tài)工質(zhì)出口分為兩路:一路通過高溫級干燥過濾器以及高溫級節(jié)流閥與蒸發(fā)冷凝器入口相連，另一路接入循環(huán)栗;在蒸發(fā)冷凝器中，液態(tài)工質(zhì)吸熱蒸發(fā)，氣態(tài)工質(zhì)冷凝成液體;蒸發(fā)冷凝器的一個出口為較低沸點液態(tài)制冷劑，其通過干燥過濾器后，經(jīng)低溫級節(jié)流閥節(jié)流，進入蒸發(fā)器吸熱蒸發(fā)，另一出口為較高沸點制冷劑，其與回?zé)崞鞒隹诘牡蜏刂评鋭┓謩e經(jīng)過高溫級電動調(diào)節(jié)閥和低溫級電動調(diào)節(jié)閥后混合，然后通過廢氣渦輪增壓器被引射進入噴射器。
[0008]高低沸點制冷劑氣體流出蒸發(fā)冷凝器和蒸發(fā)器混合經(jīng)過廢氣渦輪增壓器增壓后被引射進噴射器，作為工質(zhì)進行下一個循環(huán)。
[0009]傳統(tǒng)制冷壓縮機被噴射器和廢氣渦輪增壓器替代，減少了系統(tǒng)的運動部件，提高了可靠性，延長了設(shè)備壽命，降低了設(shè)備成本和維護成本，并且減少了電能的消耗。
[0010]噴射器是圓錐形混合式噴射器，在壓縮比大于2.6，噴射系數(shù)大于5的情況下，可以提高噴射式制冷的系統(tǒng)性能。
[0011]噴射器入口前設(shè)有廢氣渦輪增壓器，以提高引射壓力，可以有效地提高噴射器的性能。
[0012]廢氣渦輪增壓器由柴油機排出的廢氣驅(qū)動，充分利用了漁船柴油機的廢氣，達(dá)到了節(jié)能減排的目的。
[0013]發(fā)生器是熱管式換熱器，可以有效地提高廢熱和制冷工質(zhì)的換熱效率。
[0014]綜上所述特點，本實用新型所述的一種金槍魚漁船余熱回收噴射式自復(fù)疊制冷裝置，通過采用噴射式制冷和自復(fù)疊式制冷結(jié)合的方法，有效解決了漁船柴油機廢氣余熱浪費和廢氣污染等問題，有較高的熱經(jīng)濟性;無傳統(tǒng)的制冷壓縮機，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了可靠性，并且降低了設(shè)備成本和維護成本;在噴射器前加入廢氣渦輪增壓器，進一步利用了漁船柴油機的廢氣，達(dá)到了一定的節(jié)能減排效果，同時可有效提高傳統(tǒng)噴射式制冷系統(tǒng)性能。并且該系統(tǒng)具有運行穩(wěn)定、使用壽命長等優(yōu)點，在環(huán)保節(jié)能減排的應(yīng)用上，有明顯的優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明一種金槍魚漁船余熱回收噴射式自復(fù)疊制冷裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中:1、噴射器2、冷凝器3、氣液分離器4、高溫級干燥過濾器5、高溫級節(jié)流閥
6、蒸發(fā)冷凝器7、干燥過濾器8、低溫級節(jié)流閥9、蒸發(fā)器10、回?zé)崞?1、低溫級電磁調(diào)節(jié)閥12、高溫級電磁調(diào)節(jié)閥13、廢氣渦輪增壓器14、循環(huán)栗15、發(fā)電機16、柴油機17、發(fā)生器。
【具體實施方式】
[0017]為使本發(fā)明實現(xiàn)的操作流程與創(chuàng)作特征易于明白了解，下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0018]如圖1所示，本實用新型的一種金槍魚漁船余熱回收噴射式自復(fù)疊制冷裝置，包括噴射器1、冷凝器2、氣液分離器3、高溫級干燥過濾器4、高溫級節(jié)流閥5、蒸發(fā)冷凝器6、干燥過濾器7、低溫級節(jié)流閥8、蒸發(fā)器9、回?zé)崞?0、低溫級電磁調(diào)節(jié)閥11、高溫級電磁調(diào)節(jié)閥12、廢氣渦輪增壓器13、循環(huán)栗14、發(fā)電機15、柴油機16、發(fā)生器17。
[0019 ]柴油機16連接發(fā)電機15，發(fā)電機15連接循環(huán)栗14，為其提供電力;柴油機16排出的廢氣一路通過管道接入發(fā)生器17，為其提供熱量，另一路進入廢氣渦輪增壓器13，為其提供動力;經(jīng)過廢氣渦輪增壓器13后的廢氣與蒸發(fā)器9出口的制冷劑在回?zé)崞?0中換熱;發(fā)生器17、噴射器1、冷凝器2、氣液分離器3和循環(huán)栗14組成回路，為噴射器I的連續(xù)工作提供動力，制冷劑在發(fā)生器17中被廢氣加熱，形成的高溫高壓蒸汽進人噴射器I，將來自回?zé)崞?0和蒸發(fā)冷凝器6的制冷工質(zhì)抽吸到噴射器中；噴射器I出口與冷凝器2入口相連;冷凝器2出口與氣液分離器3入口相連;氣液分離器3氣態(tài)工質(zhì)出口直接連接蒸發(fā)冷凝器6，液態(tài)工質(zhì)出口分為兩路:一路通過高溫級干燥過濾器4)以及高溫級節(jié)流閥5與蒸發(fā)冷凝器6入口相連，另一路接入循環(huán)栗14;在蒸發(fā)冷凝器6中，液態(tài)工質(zhì)吸熱蒸發(fā)，氣態(tài)工質(zhì)冷凝成液體;蒸發(fā)冷凝器6的一個出口為較低沸點液態(tài)制冷劑，其通過干燥過濾器7后，經(jīng)低溫級節(jié)流閥8節(jié)流，進入蒸發(fā)器9吸熱蒸發(fā)，另一出口為較高沸點制冷劑，其與回?zé)崞?0出口的低溫制冷劑分別經(jīng)過高溫級電動調(diào)節(jié)閥12和低溫級電動調(diào)節(jié)閥11后混合，然后通過廢氣渦輪增壓器13被引射進入噴射器I。
[0020]—種金槍魚漁船余熱回收噴射式自復(fù)疊制冷裝置包含兩個主要部分:一是漁船柴油發(fā)動機廢氣余熱回收系統(tǒng)，二是自復(fù)疊制冷系統(tǒng)。其中漁船柴油機余熱回收系統(tǒng)主要是通過漁船柴油機16的大量余熱加熱發(fā)生器17中噴射式自復(fù)疊制冷系統(tǒng)的制冷工質(zhì)，使其變?yōu)楦邷馗邏汗べ|(zhì)蒸汽，從而引射來自增壓器13的混合制冷工質(zhì)。自復(fù)疊制冷系統(tǒng)采用噴射器I配合廢氣渦輪增壓器13代替?zhèn)鹘y(tǒng)的制冷壓縮機，在提高制冷效率的同時充分回收了柴油機的廢氣。
[0021]噴射式自復(fù)疊制冷裝置中噴射器I屬于圓錐形混合室型噴射器類型，在壓縮比大于2.6、噴射系數(shù)大于5的情況下，相比于圓柱形混合室噴射器可以提高噴射器效率。其工作原理是利用高溫高壓高沸點液態(tài)制冷劑引射低沸點氣態(tài)制冷劑，充分減少高沸點組分的節(jié)流損失。其與廢氣渦輪增壓器17替代傳統(tǒng)的制冷壓縮機。
[0022]噴射式自復(fù)疊制冷裝置加入廢氣渦輪增壓器13可以提高噴射器I的引射壓力，進而提尚整個系統(tǒng)的性能。
[0023]廢氣渦輪增壓器13由來自柴油機16的廢氣驅(qū)動，利用柴油機的廢氣，達(dá)到了節(jié)能減排的目的。
[0024]柴油機16排出廢氣溫度應(yīng)大于150°C，使噴射式制冷系統(tǒng)運行穩(wěn)定，常用漁船用柴油機的排氣溫度可達(dá)到350°0500°C。
[0025]蒸發(fā)冷凝器6和蒸發(fā)器9后設(shè)有高溫級電磁調(diào)節(jié)閥12和低溫級電磁調(diào)節(jié)閥11是為了調(diào)節(jié)高低溫級制冷劑壓力和流量，防止制冷劑倒灌等現(xiàn)象發(fā)生。
[0026]本裝置制冷工質(zhì)的工作流程:非共沸制冷劑混合物在發(fā)生器17與余熱回收系統(tǒng)的廢氣發(fā)生熱交換，吸收熱量后進入噴射器1，經(jīng)過噴嘴形成高速氣流，引射通過蒸發(fā)冷凝器5和回?zé)崞?0的混合制冷工質(zhì)，噴射器再將兩股蒸汽充分混合后，在擴壓器中混合工質(zhì)被提高壓力后進入冷凝器2，與海水進行換熱，大部分高沸點制冷劑和少量低沸點制冷劑首先冷凝成液體，氣液兩相混合工質(zhì)流出冷凝器2后進入氣液分離器3，富高沸點制冷劑液體和富低沸點制冷劑氣體分離。高沸點制冷劑液體經(jīng)過高溫級干燥過濾器4去除雜質(zhì)，經(jīng)高溫級節(jié)流閥5降溫降壓后進入蒸發(fā)冷凝器6，使得進入蒸發(fā)冷凝器6的低沸點制冷劑氣體冷凝成液體。低沸點制冷劑液體經(jīng)過低溫級干燥過濾器4去除雜質(zhì)，經(jīng)低溫級節(jié)流閥8降溫降壓后進入蒸發(fā)器9，吸收熱量完成蒸發(fā)，實現(xiàn)制冷。低沸點制冷劑與廢氣增壓器13排出的廢氣在回?zé)崞?0中換熱后，經(jīng)過低溫級電磁調(diào)節(jié)閥11與高沸點制冷劑混合，經(jīng)過廢氣渦輪增壓器13增壓后被引射進入噴射器I。
[0027]綜上可知，本裝置的一種金槍魚漁船余熱回收噴射式自復(fù)疊制冷裝置，充分考慮漁船柴油機廢氣余熱屬于低品位能源的特點，將其應(yīng)用于制冷系統(tǒng)，提高了燃油利用率;并且采用在噴射器前加裝廢氣渦輪增壓器的方式在回收漁船柴油機廢氣的同時，改善了噴射式制冷系統(tǒng)的性能，在滿足漁船低溫冷凍保藏的需求的前提下，在節(jié)能減排等方面有明顯的優(yōu)勢。
【主權(quán)項】
1.一種金槍魚漁船余熱回收噴射式自復(fù)疊制冷裝置，包括噴射器(I)、冷凝器(2)、氣液分離器(3)、低溫級干燥過濾器(4)、高溫級節(jié)流閥(5)、蒸發(fā)冷凝器(6)、低溫級干燥過濾器(7)、低溫級節(jié)流閥(8)、蒸發(fā)器(9)、回?zé)崞?10)、低溫級電動調(diào)節(jié)閥(11)、高溫級電動調(diào)節(jié)閥(12)、廢氣渦輪增壓器(13)、循環(huán)栗(14)、發(fā)電機(15)、柴油機(16)、發(fā)生器(17)，其特征在于，所述的蒸發(fā)冷凝器(6)與冷凝器(2)之間設(shè)有一噴射器(I)，噴射器(I)和蒸發(fā)冷凝器(6)之間設(shè)有一廢氣渦輪增壓器(13);所述柴油機(16)連接發(fā)電機(15)，發(fā)電機(15)連接循環(huán)栗(14)，為其提供電力;柴油機(16)排出的廢氣一路通過管道接入發(fā)生器(17)，為其提供熱量，另一路進入廢氣渦輪增壓器(13)，為其提供動力;經(jīng)過廢氣渦輪增壓器(13)后的廢氣與蒸發(fā)器(9)出口的制冷劑在回?zé)崞?10)中換熱；發(fā)生器(17)、噴射器(1)、冷凝器(2)、氣液分離器(3)和循環(huán)栗(14)組成回路，為噴射器(I)的連續(xù)工作提供動力，制冷劑在發(fā)生器(17)中被廢氣加熱，形成的高溫高壓蒸汽進人噴射器(1)，將來自回?zé)崞?10)和蒸發(fā)冷凝器(6)的制冷工質(zhì)抽吸到噴射器中；噴射器(I)出口與冷凝器(2)入口相連;冷凝器(2)出口與氣液分離器(3)入口相連;氣液分離器(3)氣態(tài)工質(zhì)出口直接連接蒸發(fā)冷凝器(6)，液態(tài)工質(zhì)出口分為兩路:一路通過高溫級干燥過濾器(4)以及高溫級節(jié)流閥(5)與蒸發(fā)冷凝器(6)入口相連，另一路接入循環(huán)栗(14);在蒸發(fā)冷凝器(6)中，液態(tài)工質(zhì)吸熱蒸發(fā)，氣態(tài)工質(zhì)冷凝成液體;蒸發(fā)冷凝器(6)的一個出口為較低沸點液態(tài)制冷劑，其通過干燥過濾器(7)后，經(jīng)低溫級節(jié)流閥(8)節(jié)流，進入蒸發(fā)器(9)吸熱蒸發(fā)，另一出口為較高沸點制冷劑，其與回?zé)崞?10)出口的低溫制冷劑分別經(jīng)過高溫級電動調(diào)節(jié)閥(12)和低溫級電動調(diào)節(jié)閥(11)后混合，然后通過廢氣渦輪增壓器(13)被引射進入噴射器(I)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金槍魚漁船余熱回收噴射式自復(fù)疊制冷裝置，其特征在于，所述的噴射器(I)是圓錐形混合室噴射器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金槍魚漁船余熱回收噴射式自復(fù)疊制冷裝置，其特征在于，所述廢氣渦輪增壓器(13)由來自柴油機(16)的廢氣驅(qū)動。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金槍魚漁船余熱回收噴射式自復(fù)疊制冷裝置，其特征在于，所述發(fā)生器(17)是熱管式換熱器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金槍魚漁船余熱回收噴射式自復(fù)疊制冷裝置，其特征在于，所述高溫級采用的制冷工質(zhì)為Rl 34a。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金槍魚漁船余熱回收噴射式自復(fù)疊制冷裝置，其特征在于，所述低溫級采用的制冷工質(zhì)為R23。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金槍魚漁船余熱回收噴射式自復(fù)疊制冷裝置，其特征在于，所述發(fā)生器可以利用的廢氣溫度在150°C以上。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金槍魚漁船余熱回收噴射式自復(fù)疊制冷裝置，其特征在于，所述蒸發(fā)冷凝器(6)后設(shè)有高溫級電動調(diào)節(jié)閥(12)，調(diào)節(jié)高溫級制冷劑流量。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金槍魚漁船余熱回收噴射式自復(fù)疊制冷裝置，其特征在于，回?zé)崞?10)后設(shè)有低溫級電動調(diào)節(jié)閥(11)，調(diào)節(jié)低溫級制冷劑流量。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金槍魚漁船余熱回收噴射式自復(fù)疊制冷裝置，其特征在于，冷凝器(2)利用海水進行冷卻。
【文檔編號】F25B27/02GK205655522SQ201620225512
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年3月23日 公開號201620225512.2, CN 201620225512, CN 205655522 U, CN 205655522U, CN-U-205655522, CN201620225512, CN201620225512.2, CN205655522 U, CN205655522U
【發(fā)明人】謝晶, 徐旻晟, 王金鋒, 李文俊
【申請人】上海海洋大學(xué)