[发明专利]余热驱动的制冷恒温控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及利用尾气余热驱动的、机电结合的自动恒温控制制冷系统，具体是一种余热驱动的制冷恒温控制装置。

背景技术

目前全球能源利用率很低。以船为例，其柴油机热效率一般为50%，其余被排放到船外，其中尾气带走总热量的30%，造成能源极大浪费和环境污染。因此，如何有效利用余热具有重要的现实意义。

另外，船上缺乏保鲜装置使船员无法新鲜食物一直都是一大难题，急需制冷保鲜装置保鲜食物。大型船舶采用压缩式制冷机来解决这个难题，但设备体积庞大，中小型船舶无法使用。在中小型船舶上已有采用溴化锂吸收式制冷等方式的尝试，但因设备重量大、不能承受船体颠簸等原因无法推广。因此，寻找适合渔船等中小型船舶的绿色节能制冷设备具有重要价值和非常巨大的市场。

相比于现在的氟利昂做制冷剂的制冷装置，氨-水吸收式制冷设备体积小、重量轻且无多余功耗，将其原理用于船载冰箱，并利用柴油机尾气余热驱动是船用冰箱的发展趋势。机电结合的恒温控制系统、冷藏和冷冻两个控温区间、自动化人性恒温控制使这种余热驱动的自动恒温冰箱具有重要的社会效益和市场价值。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种余热驱动的制冷恒温控制装置，能在中小型船舶上使用的吸收式自动恒温控制船用冰箱，利用尾气余热制冷，可实现人性化恒温控制，供3~10人、出海2~15天使用。

本发明的技术解决方案如下：

一种余热驱动的制冷恒温控制装置，包括氨-水吸收式制冷系统，其特点在于还包括：集热铜块、热管、步进电机、曲柄、固定装置、加热铜块和电路，所述的集热铜块和加热铜块通过轴承固定在所述的热管的两端，该热管的中间支点经所述的固定装置固定船舶上，所述的集热铜块与所述的船舶的尾气管道紧密相接，所述的加热铜块与所述的吸收式冰箱的发生器活动地相连，所述的热管靠所述的加热铜块的部位经轴承与所述的曲柄的一端相连，该曲柄的另一端与所述的步进电机的驱动轴相连，

所述的电路由电冰箱的温度测量模块、单片机、步进电机驱动器构成，所述的测温模块的输出端与所述的单片机的输入端相连，该单片机的输出端与所述的步进电机驱动器的输入端相连，该步进电机驱动器的输出端与所述的步进电机的控制端相连；

所述的集热铜块回收船舶尾气管道壁产生的热量，经过热管和加热铜块把热量导给吸收式冰箱的发生器，通过氨水氦吸收式制冷系统实现制冷，所述的温度测量模块对冰箱温度进行测量并输入单片机进行数据处理，输出信号经所述的步进电机驱动器，驱动所述的步进电机带动的曲柄摆动，对热管传热通断进行控制，实现利用尾气的余热驱动氨-水吸收式制冷系统进行制冷。

所述的热管为中温重力式热管。

本发明的原理是是：

通过收集船舶尾气管道壁产生的热量，经过热管把热量导给吸收式冰箱的发生器，通过氨水氦吸收式制冷系统实现制冷；同时使用步进电机带动曲柄摇杆机构运动来控制传热的通断进而实现冰箱温度的自动化控制；利用包含测量、单片机系统和控制的电路控制系统控制步进电机的转动。整个系统主要包括导热控制装置的机械和电路部分。

通过集热铜块把船尾气管中的热量收集起来后传给热管，热管再将热量传给其上端的加热器，最后加热器将热量输送给氨水吸收式冰箱的发生器驱动冰箱运行。

通过步进电机带动曲柄转动进而带动作为摇杆的热管左右摆动，实现导热的开合。

步进电机控制器输出的脉冲电信号是由导热控制装置的电路部分控制的。电路部分的单片机在得到冰箱内部的温度信号后，与设定值进行比较，在导热闭合时，如果温度低于设定值就发出信号让步进电机控制器发出电脉冲驱动步进电机转动，最终使热管导热断开。相反，在导热断开时，如果温度高于设定值就发出信号让步进电机控制器发出电脉冲驱动步进电机转动是的热管导热闭合。

与现有技术相比，本发明的有益效果是减轻船上电站负荷，节约燃料同时可以减少尾气的排放，减少对环境的污染。同时，所需要的制冷剂NH3的ODP和GWP都为零，为环境友好型制冷剂。可以提供完全符合冷藏后者冷冻要求的低温环境。

附图说明

图1是本发明余热驱动的制冷恒温控制装置的结构示意。

图2是电路部分的原理图。

图中：1-集热铜块，2-热管，3-步进电机，4-曲柄，5-固定装置，6-加热铜块，7-电路，8-冰箱的发生器，71-温度测量模块，72-温度控制模块，73-单片机。

具体实施方式