[发明专利]水直流内冷冷管式余热吸附制冷机

说明书

技术领域

本发明涉及一种固体吸附式制冷装置，尤其是一种水直流内冷冷管式余热吸附制冷机，利用柴油机或燃气机排出的余热为驱动热源，转换为冷量输出，在节能和环保技术领域直接应用。

背景技术

渔船柴油机排出的烟气温度高达250～400℃，约占燃烧发热量的三分之一，这种余热能具有很高的利用价值，但大多被直接排入大气，既浪费能源又造成环境热污染。另一方面，大批被捕获的渔货需要冷藏保鲜，多数近海渔船都采用携带几吨甚至几十吨碎冰冰鲜的冷藏方法，耗费金钱且保鲜质量也欠佳。

为解决这一技术难题，中国专利号ZL00261738.2公开了一种氯化钙-氨吸附式余热制冷的高效吸附管，包括壳体、通气管网、肋片和冷却管，冷却管设在壳体内，肋片与冷却管固定，透气管网安装在肋片上，氯化钙分布在肋片之间。由于增设了带肋片的冷却管，使吸附管在吸附散热期间能迅速降温冷却。

在这种高效吸附管的基础上，中国专利号ZL01272771.7公开了一种高效吸附床及烟气余热制冷机，吸附床除了高效吸附管，还设有烟气腔、氨气腔、进水腔和出水腔，两个吸附床与烟气阀、冷凝器、节流阀、蒸发器等组成烟气余热制冷机。

以上两个公开文件作为一个新颖的设计理念，从理论上解决了加热脱附和冷却吸附过程时间基本均衡，应用二台吸附床交替加热冷却构成制冷循环、连续输出冷量的问题。但是由于环境条件、工艺条件的限制，实践中并没有得到产品的验证。

发明内容

本发明在现有技术设计理念的基础上，按新的技术方案设计一种实用性和功能性兼备的水直流内冷冷管式余热吸附制冷机。以柴油机等排出的高温烟气为热源，以海水等作为冷源，可直接应用于渔船制冷，同时也能应用于燃气机热电冷三联供系统的冷端产品。

本发明解决上述技术问题采取的技术方案是：一种水直流内冷冷管式余热吸附制冷机，包括两台吸附床、氨冷凝器、节流器和氨蒸发器，所述的吸附床包括外壳，多根吸附冷管以氨—氯化钙为制冷工质对，制冷过程为：高温烟气经四通阀进入一台吸附床内，吸附床的吸附冷管经烟气加热，氯化钙颗粒脱附氨气；氨气经氨气转向器进入氨冷凝器，冷凝成高压液氨流入氨储液罐；氨储液罐中的液氨进入氨过冷器，与低温氨气换热冷却成过冷液氨；过冷液氨再经节流器降压降温后进入氨蒸发器，液氨蒸发过程中吸收冷媒水热量，冷媒水降温后向环境输送冷量制冷；氨蒸发器产生的低压氨气循环至氨过冷器与高压液氨换热后，经氨气转向器进入另一台吸附床，吸附床的吸附冷管内通冷却水，氨气由氯化钙颗粒吸附，完成一个制冷循环过程，两台吸附床的加热脱附和冷却吸附过程可按预定循环周期自动交替进行。

在上述方案的基础上，所述吸附床的外壳中部设有烟气进口，两端分别设置上氨气室和下氨气室，上、下氨气室外侧分别设有上水室和下水室；

水直流内冷的吸附冷管包括冷管外管、带翅片的冷管内管和两根通气网管，冷管外管两端分别与上、下氨气室联通，冷管内管的两端分别与上、下水室联通，冷管外管与冷管内管之间封装有氯化钙颗粒和通气网管，冷管外管流过高温烟气加热，冷管内管通水直流冷却。

在上述方案的基础上，所述的上水室处设有冷却水进口，冷却水进口与冷却水泵连接，冷却水经冷却水阀分别通入两台吸附床的冷管内管；

所述的下水室处设有出水口，冷却完成的冷却水经出水口排出；

所述的下氨气室处设有氨气进出口，氨气进出口与氨气转向器联通；

在吸附床外壳上方设有烟气出口，加热完成的烟气经烟气出口排出。

在上述方案的基础上，所述的冷管外管为薄壁不锈钢管；所述的冷管内管为不锈钢/铝复合大节距翅片管；所述的通气网管为不锈钢网管；吸附剂采用较细筛分的氯化钙颗粒。

在上述方案的基础上，所述氨气转向器的内部设有四个逆止阀，分别与两台吸附床的氨气进出口、氨冷凝器以及氨过冷器联通。

在上述方案的基础上，所述烟气四通阀的四个通道口分别与排烟管道、两台吸附床的烟气进口以及旁通烟气管道连接。能耐烟气高温、形变小、泄漏损失小、有调速电机及接近开关控制器操控阀的工作过程。

在上述方案的基础上，所述的节流器为两组不同节流能力的节流装置，能适应柴油机或燃气机在两种不同工况下工作时，制冷机能维持在设定要求的制冷工况下工作。

本发明的有益效果是：