余热驱动双吸附床化学吸附的渔船用制冰机

1. 一种余热驱动双吸附床化学吸附的渔船用制冰机，包括：双吸附床(3)、壳体(4)、连接法兰(8)、吸附剂(16)，其特征在于，还包括：海水冷凝器(1)、两个冷却阀门(2、17)、两个加热阀门(5、18)、液位控制器(6)、烟气加热器(7)、氨冷凝器(9)、回质管(10)、满液式蒸发器(11)、回质阀(12)，烟气加热器(7)位于壳体(4)底部的外侧，海水冷凝器(1)设在壳体(4)顶部的内侧，两个加热阀门(5、18)设在双吸附床(3)与烟气加热器(7)之间，两个冷却阀门(2、17)设在双吸附床(3)与海水冷凝器(1)之间，吸附剂(16)设在双吸附床(3)内，氨冷凝器(9)与双吸附床(3)通过连接法兰(8)相连，满液式蒸发器(11)和氨冷凝器(9)相连，回质管(10)连接左右两个满液式蒸发器(11)，液位控制器(6)设置在壳体(4)内部，通过管道和双吸附床(3)相连，烟气加热器(7)通过烟气来加热水，受热蒸发所产生的水蒸汽加热双吸附床(3)，双吸附床(3)与水平方向夹角为15°，水存放在烟气加热器(7)的壳侧；海水冷凝器(1)管内为海水，管外为热管的工作介质甲醇，甲醇存放于海水冷凝器(1)的壳侧和吸附床外部所形成的冷凝腔内；烟气加热器(7)设置在双吸附床(3)的下部，海水冷凝器(1)设置在双吸附床(3)的上部，双吸附床(3)设置在壳体(4)内部；回质阀(12)位于回质管(10)中间位置，回质阀(12)通过回质管(10)连接左右两个满液式蒸发器(11)，在一个吸附/解吸循环结束后，打开回质阀(12)使左右两个满液式蒸发器(11)内的压力相同；两个加热阀门(5、18)通过管道连接双吸附床(3)和烟气加热器(7)；两个冷却阀门(2、17)通过管道连接双吸附床(3)和海水冷凝器(1)，在开启两个加热阀门(5、18)后，烟气加热器(7)内的水蒸气就会流入到吸附床内，使得吸附床的温度升高；两个冷却阀门(2)、(17)开启后，由海水冷凝器(1)中冷凝下的甲醇(15)液体会流入两个冷却阀门(2、17)对应的吸附床外侧，当吸附床的温度超过甲醇(15)的沸点后，甲醇(15)就会蒸发，从液体变为气体，吸收吸附床的热量从而达到冷却吸附床的目的；吸附床的冷却和加热过程分别为：海水冷凝器管外部空间与壳体内吸附床以上的空间部分构成冷凝腔，该冷凝腔内盛装甲醛液体，关闭加热阀门，开启冷却阀门，甲醛在吸附床的外壁蒸发，带走吸附床内部吸附剂的吸附热，从而形成甲醛蒸汽，甲醛蒸汽遇到海水冷凝器，凝结为液体甲醛；如此重复上述过程实现吸附床的冷却过程；壳体底部与壳体内吸附床以下的空间部分构成蒸发腔，该蒸发腔内盛液体水，关闭冷却阀门，开启加热阀门，烟气加热器通过烟气加热热水，使水受热蒸发，从而形成水蒸汽，水蒸汽进入吸附床中央的加热管道并冷凝为液体水，如此重复上述过程实现吸附床的加热过程。
2、根据权利要求1所述的余热驱动的双吸附床化学吸附制冰机，其特征是， 采用一个烟气加热器（7)和一个海水冷凝器（1)完成双吸附床系统的设计，将 两个吸附床设置在同一个烟气加热器（7)和海水冷凝器（1)之间。

余热驱动双吸附床化学吸附的渔船用制冰机技术领域本发明涉及的是一种用于船舶辅机技术领域的制冰机，具体是一种余热驱动 双吸附床化学吸附的渔船用制冰机。 背景技术目前，我国沿海中小型渔船大都以冰藏保鲜为主，机械制冷保鲜为辅。因此， 渔船制冷机是当前中、小型渔船迫切需要装备的设备，开发研制还是集中在蒸气 压縮式制冷方式。与此同时，渔船上的柴油机约有30%的热量从尾气排入大气而 浪费。若能利用这部分余热来驱动吸附式制冷系统，即可不增加柴油机任何油耗， 仅回收其尾气余热实现制冰，满足渔民的需求。船用吸附制冷设备主要采用水、 氨以及甲醇为制冷剂，其中采用水、甲醇为制冷剂的系统一般采用物理吸附剂， 相对与采用化学吸附剂一氨为工质对的系统而言，制冷量偏小。而对于氨系统， 由于氨与铜材料，海水与钢材料之间具有不相容性，所以目前采用氨为制冷剂的 系统一般不能采用海水直接冷却，否则会存在严重的腐蚀问题。经对现有技术的公开文献检索发现，专利申请号:200310108923.0，名称为： 复合交变热管双吸附床，该专利采用氨为制冷剂，氯化钙为吸附剂。改双吸附床 的加热与冷却形式采用复合交变热管，但由于其双吸附床的加热部分采用烟气直 接对热管进行加热，在双吸附床冷却时，烟气阀门关闭，双吸附床的热管加热段 是处于冷热交变状态，这样烟气会在双吸附床的热管加热段管路上凝结，形成酸 蚀。另一方面该系统在冷却状态下，控制热管加热段的阀门关闭，这样由于双吸 附床部分的热管与热管加热段的热管分别属于两个不同的密闭空间，同时两部分 的温度也存在一定的差异，所以热管加热段的压力要高于双吸附床内热管内部的 压力，这样不利于系统的安全运行。发明内容本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种余热驱动双吸附床化 学吸附的渔船用制冰机，使加热通道和冷却通道相分离从而解决现有复合交变热 管双吸附床中热管由于冷热交变而导致的烟气腐蚀问题，同时减少阀门的数量以 提高系统运行的可靠性。为了使发生器具有一定的抗摇摆性能，双吸附床与水平 方向夹角为15"。本发明是以下技术方案实现的，本发明包括：海水冷凝器，冷却和加热阀门， 双吸附床，壳体，液位控制器，烟气加热器，连接法兰，氨冷凝器，回质管，满 液式蒸发器，回质阀。其连接方式为：烟气加热器位于壳体的底部，海水冷凝器 设在壳体的顶部，加热阀门设在双吸附床与烟气加热器之间，冷却阀门设在双吸 附床与海水冷凝器之间，吸附剂设在双吸附床内，氨冷凝器与双吸附床通过连接 法兰相连，满液式蒸发器和氨冷凝器相连，回质阀通过回质管连接左右两个满液 式蒸发器，液位控制器设置在壳体内部通过管道和双吸附床相连。海水冷凝器管 内部通海水，管路外部空间与壳体构成甲醇冷凝腔，通过冷却和加热阀门的开关 来切换对双吸附床的冷却和加热，吸附剂放在双吸附床内。液位控制器控制水的 液位高低，烟气加热器通过烟气来加热水，使水受热蒸发。海水冷凝器管内为海水，管外为热管的工作介质，即甲醇蒸气。甲醇蒸汽在 双吸附床的外壁蒸发，带走吸附热，然后在海水冷凝器的表面冷凝。海水冷凝器 由于与双吸附床内部的氨气空间为两个不同的空间，所以可以采用铜材，这样即 可以防止海水腐蚀，也不会存在氨气对铜材料的腐蚀问题。由于采用了这种新型 的冷却方式，海水冷凝器在双吸附床加热过程中，海水可以不切换，只需关闭或 开启甲醇蒸汽管路的阀门即可控制对双吸附床的冷却过程。双吸附床的加热采用 烟气加热器所产生的水蒸汽来加热，这样可以避免烟气对水直接加热过程中所产 生的腐蚀问题。由于采用了这种新型的加热方式，烟气加热器在双吸附床冷却过 程中，烟气可以不切换，只需关闭或开启阀门即可控制对双吸附床的加热过程。 本发明与其他发生器相比，所采用的阔门数量大大减少，这有利于系统工作的可 靠性，同时可以降低产品的成本，有利于市场推广。本发明工作主要包括两个过程， 一为加热解吸过程。在加热解吸过程中，在 烟气加热器的烟气加热作用下，水受热蒸发，此时双吸附床的冷却阀门关闭，加热阀门开启，从烟气发生器中出来的水蒸汽进入双吸附床中央的加热通道，为双 吸附床提供热量并使双吸附床的温度上升，当单元管中吸附剂的温度上升到可以 解吸的温度后，吸附剂所吸附的氨制冷剂从吸附剂中解吸出来，在冷凝器中冷凝 成液体然后进入到满液式蒸发器中。双吸附床的另一个工作过程为冷却吸附过程。 在冷却吸附过程中，加热阀门关闭，冷却阀门开启，甲醇介质在双吸附床的外壁 蒸发，带走双吸附床内部吸附剂的吸附热，海水冷凝器在海水的冷却作用下对甲 醇蒸汽进行冷却，甲醇蒸汽凝结成液体甲醇后重新流回，重复以上过程对双吸附 床内部的吸附剂进行冷却，当吸附剂的温度降到吸附温度后，氨制冷剂从满液式 蒸发器中被吸附到吸附剂中同时对外界制冷，完成吸附过程。本发明的特点还在于可以利用一个蒸汽发生器完成双床系统的设计，此时可 以将两床均安装在同一个烟气加热器的上部空间，根据不同的工作过程来切换加 热阀门与冷却阀门，实现加热解吸与冷却吸附过程。对于两床双吸附床化学吸附制冰机，包括零部件为两个双吸附床， 一个海水 冷凝器，两个加热阀门，两个冷却阀门， 一个回质阀门， 一个烟气加热器，两个 氨冷凝器，两个氨满液式蒸发器， 一个液位控制器。烟气加热器位于壳体的底部， 海水冷凝器安装在壳体的顶部，加热阀门安装在双吸附床与烟气加热器之间，冷 却阀门安装在双吸附床与海水冷凝器之间，双吸附床在安装时与水平方向夹角为 15°，氨冷凝器与双吸附床相连，满液式蒸发器和氨冷凝器相连。本发明中双吸附床的冷却和加热过程分别为：（1)海水冷凝器管外部空间与 壳体内双吸附床以上的空间部分构成冷凝腔，该冷凝腔内盛装甲醛液体；关闭加 热阀门，开启冷却阀门，甲醛在双吸附床的外壁蒸发，带走双吸附床内部吸附剂 的吸附热，从而形成甲醛蒸汽；甲醛蒸汽遇到海水冷凝器，凝结为液体甲醛；如 此重复上述过程实现双吸附床的冷却过程；（2)壳体底部与壳体内双吸附床以下的 空间部分构成蒸发腔，该蒸发腔内盛液体水；关闭冷却阀门，开启加热阀门，烟 气加热器通过烟气加热热水，使水受热蒸发，从而形成水蒸汽；水蒸汽进入双吸 附床中央的加热管道并冷凝为液体水；如此重复上述过程实现双吸附床的加热过 程。本发明回收余热、双吸附床冷却均采用热管，相对于以往的传统型双吸附床所采用的换热器，简化了结构，同时由于采用相变传热，所以也强化了传热性能。 这种结构的双吸附床由于可以采用海水直接冷却，所以相对于传统型的以氨为制 冷剂的双吸附床，省去了淡水中间换热器以及中间换热器中所采用的冷媒泵，一 方面简化了系统结构，另一方面也节省了电量的消耗。相对于己有的复合交变热 管双吸附床，这种发生器采用了水蒸汽发生器来对双吸附床进行加热，避免了烟 气直接加热过程中的腐蚀问题；采用了甲醇对双吸附床进行冷却，避免了海水直 接冷凝过程中的腐蚀问题。同时对双吸附床加热和冷却无需切换，避免了复合交 变换热对热管的低温腐蚀问题，有利于系统工作的可靠性。相对于已有的复合交 变热管双吸附床，这种设计方式的优点还在于可以利用一个烟气加热器和一个海 水冷凝器对双吸附床进行加热和冷却，完成双吸附床的加热解吸和冷却吸附过程。 附图说明图1本发明结构示意图 具体实施方式如图1所示，本发明包括：海水冷凝器l，冷却阀门2、 17，双吸附床3，壳 体4，两个加热阀门5、 18，液位控制器6，烟气加热器7，连接法兰8，氨冷凝 器9，回质管IO，满液式蒸发器ll，回质阀12，吸附剂16。其连接方式为：烟 气加热器7位于壳体4的底部，海水冷凝器1安装在壳体4的顶部，加热阀门5 安装在双吸附床3与烟气加热器7之间，冷却阀门2安装在双吸附床3与海水冷 凝器1之间，双吸附床3在安装时与水平方向夹角为15"，吸附剂16安装在双吸 附床3内，氨冷凝器9与双吸附床3通过连接法兰8相连，满液式蒸发器11和氨 冷凝器9相连，回质阀12通过回质管10连接左右两个满液式蒸发器11，液位控 制器6设置在壳体4内部，吸附剂16放在双吸附床3内。烟气加热器7采用水14为介质，海水冷凝器1用来冷却甲醇15，满液式蒸 发器11采用氨13为制冷剂。烟气加热器7设置在双吸附床3的下部，海水冷凝器1设置在双吸附床3的 上部，液位控制器6、双吸附床3设置在壳体4内部。采用一个烟气加热器7和一个海水冷凝器1完成双吸附床系统的设计，将两 个双吸附床设置在同一个烟气加热器7和海水冷凝器1之间。