水直流内冷冷管式余热吸附制冷机制造技术

本发明专利技术涉及一种水直流内冷冷管式余热吸附制冷机，高温烟气经四通阀进入一台吸附床内，吸附冷管经烟气加热，氯化钙脱附氨气，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，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；低压氨气循环至氨过冷器与高压液氨换热，经氨气转向器进入另一台吸附床，吸附冷管内通冷却水，氨气由氯化钙吸附，两台吸附床的加热脱附和冷却吸附过程循环交替进行。优点是：水直流内冷和铝翅片增强冷却换热强度，脱附时间与吸附时间均衡，提高制冷循环效率，采用管内海水冷却，管外烟气加热方式，解决对管道的严重腐蚀的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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
直接应用。
技术介绍
渔船柴油机排出的烟气温度高达250 400°C，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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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，多根吸附冷管以氨一氯化钙为制冷工质 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。本专利技术的有益效果是本专利技术采用热压縮机(包括二个吸附床等)和制冷器(包括氨气 转向器、节流器、氨冷凝器、氨过冷器、氨蒸发器等)组成完整的能自动完成制冷循环的吸附制冷机，结构紧凑、尺寸小、重量轻、适合在渔船等设备上推广使用；本专利技术吸附床的水直流内冷和铝翅片大大增强了冷却换热强度， 网管及翅片结构明显减小了吸附剂氯化钙的传热传质路径，加快了传 热传质速度，使脱附时间与吸附时间基本均衡，制冷循环周期大大縮 短，提高了循环效率COP。采用冷管内海水冷却，冷管外烟气加热的 水直流内冷方式，解决了海水对管道的严重腐蚀的问题，使吸附床的 使用寿命显著延长。附图说明图1为本专利技术的吸附床的结构示意图。图2为本专利技术的吸附制冷机的系统图。附图中标号说明l一出水口2 —下水室3a—下氨气室3b—上氨气室4一冷管内管5—冷管外管6 —-烟气进口7—外壳8—烟气出口9 —上水室IO—冷却水进口ll一氨气进出口12， 13 —吸附床14一烟气四通阀15--氨气转向器16—氨冷凝器17 —氨过冷器18--节流器19一氨蒸发器20 —冷却水泵21--冷媒水泵22—风机盘管23 —泄氨器24， 25—冷却水阀26 —氨安全阀27 —柴油机或燃气机排烟管道28—旁通烟气管道29—氨储液罐30--控制器具体实施例方式请参阅图1为本专利技术的吸附床的结构示意图和图2为本专利技术的吸 附制冷机的系统图所示，吸附床12 (或吸附床13)均由外壳7、若 干根吸附冷管、上氨气室3b、下氨气室3a、上水室9和下水室2等 有序组合而成。吸附冷管包括冷管外管5、带翅片的冷管内管4和两 根通气网管(图中未示)，冷管外管5为薄壁不锈钢管、冷管内管4 为不锈钢/铝复合大节距翅片管、通气网管为不锈钢网管，冷管外管 5与冷管内管4的翅片之间封装有适量的、较细筛分的、且已吸附氨 气的吸附剂氯化钙颗粒，两根通气网管设在冷管外管5与冷管内管4 之间，其两端分别与上、下氨气室3b、 3a连通。所述的下氨气室3a处设有氨气进出口 11，吸附床12 (或吸附床 13)脱附和吸附的氨气经由氨气进出口 11与氨气转向器15联通。所述的吸附床外壳上方设有烟气出口 8，加热完成的烟气经烟气 出口 8排出进入环境中。所述的上水室9处设有冷却水进口 10，由冷却水泵20来的冷却 水，经由冷却水阀24 (或冷却水阀25)及吸附床12 (或吸附床13) 上水室9的冷却水进口 10进入冷管内管4,直流冷却吸附剂氯化钙， 开始吸附过程。所述的下水室2处设有出水口 1，冷却完成的冷却水经出水口 1 排出进入环境中。吸附床12和吸附床13的烟气加热脱附过程和冷却水直流冷却吸 附过程周期性交替进行。烟气四通阔14为一管状窗口式流量分配阀，四个通道口分别与 柴油机或燃气机的排烟管道27、吸附床12或吸附床13的烟气进口 6 以及旁通烟气管道28相连接，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。脱附过程中产生的高压氨气，经由氨气转向器15进入氨冷凝器 16，冷凝成高压本文档来自技高网...

【技术保护点】
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，其特征在于：　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，两台吸附床的加热脱附和冷却吸附过程循环交替进行。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈可，黄明达，林汉涛，吴昊，徐崇荣，张坚，
申请(专利权)人：上海佑伏吸附制冷有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]