一种基于吸收制冷单级除湿的半集中船舶空调装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于吸收制冷单级除湿的半集中船舶空调装置，包括制冷机组、除湿机组、储水箱，制冷机组和除湿机组间通过储水箱进行热能传递循环利用，制冷机组和除湿机组分别独立工作。除湿机组包括冷却除湿器、除湿转轮、海水冷却器、空气冷却器和送风机，送风机连通船舶的舱室。除湿机组还包括空气加热器和排风机。其中冷却除湿器和空气冷却器分别连接于储水箱，与制冷机组进行热量循环，空气加热器连接于船舶上的余热蒸汽锅炉，通过余热蒸汽锅炉的废热进行加热。该基于吸收制冷单级除湿的半集中船舶空调装置能够克服传统的空调系统以牺牲湿度控制进行温度调节的缺点，同时也可以避免传统空调送风中带水、带菌的卫生问题，同时节能环保。
【专利说明】一种基于吸收制冷单级除湿的半集中船舶空调装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种船舶用设备，特别涉及一种基于吸收制冷单级除湿的半集中船舶空调装置。
【背景技术】
[0002]船舶由于其使用环境的原因，其内的空气湿度较大，因此船舶用空调的除湿量非常大，除湿也成为船舶用空调的一个重要功能。目前船舶上使用的空调主要采用直接蒸发冷却和间接冷却技术对室外或室内和室外混合空气进行冷凝除湿降温，该技术主要是将空气冷却到低于空气露点的温度，然后再进行除湿，同时通过加热措施使空气升高温度以消除人吹冷风不适感。这种空调系统使船舶舱室内的温度控制隐含以牺牲湿度控制为代价的，常常温度控制达到要求但湿度很难达到要求。由于蒸发器蒸发温度低，其制冷能效比也很低，同时在直接蒸发冷却处理空气的过程中，设备表面很容易结霜，影响传热效果。同时，船舶上拥有丰富的废热，大量的废热被排入海水或者大气中，不仅造成了能源的大量浪费，还对海洋环境造成了非常大的污染。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种温度和湿度分开控制、能够提高制冷蒸发温度、同时可以充分利用船舶上的富裕余热的基于吸收制冷单级除湿的半集中船舶空调装置。
[0004]本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为:基于吸收制冷单级除湿的半集中船舶空调装置，包括制冷机组和除湿机组，其特征在于:还包括储水箱，所述制冷机组和除湿机组间通过所述储水箱进行热能传递循环利用，所述制冷机组和除湿机组分别独立工作；
[0005]所述除湿机组包括与新风入口相连接的冷却除湿器，与所述冷却除湿器相连接的除湿转轮，与所述除湿转轮相连接的海水冷却器，与所述海水冷却器相连接的空气冷却器，与所述空气冷却器相连接的送风机，所述送风机连通船舶的舱室；所述除湿机组还包括与所述除湿转轮和船舶的舱室相连通的空气加热器，与所述除湿转轮相连接的排风机；
[0006]其中所述冷却除湿器和所述空气冷却器分别连接于所述储水箱，与所述制冷机组间进行热能循环；所述空气加热器连接于船舶上的余热蒸汽锅炉，通过所述余热蒸汽锅炉的废热进行加热。
[0007]优选地，所述制冷机组为吸收式的制冷机组，所述制冷机组包括蒸发器，与所述蒸发器相连接的吸收器，与所述吸收器相连接的蒸汽发生器，分别与所述蒸汽发生器和蒸发器相连接的冷凝器，还包括与所述储水箱相连接的冷却器，所述冷却器连通船舶的舱室；
[0008]其中所述蒸发器和所述冷却器分别连接于所述储水箱，与所述空气冷却器和所述冷却除湿器间进行水的热量循环；所述蒸汽发生器连接于缸套，利用所述缸套内的冷却水的进行热量交换。
[0009]为了充分利用废热，所述储水箱包括热水箱和冷水箱；所述热水箱中的热水经蒸发器回流至冷水箱，所述冷水箱中的冷水经冷却器回流至热水箱，所述冷水箱中的冷水经冷却除湿器回流至热水箱。
[0010]为了对船舶舱室内充分降温，提高降温效能，所述冷却器为盘管冷却器。
[0011]同样为了利用废热，所述吸收器和所述蒸汽发生器间设置有溶液泵和溶液热交换器，所述吸收器中的低浓度工质对溶液由溶液泵加压经过溶液热交换器送至蒸汽发生器中，蒸汽发生器中经加热蒸发了水蒸气的高浓度工质对溶液经溶液热交换器回流至吸收器中，蒸汽发生器中蒸发的水蒸气进入冷凝器中。
[0012]为了防止氟氯昂制冷剂对环境造成破坏，所述工质对采用溴化锂和水为工质对。
[0013]优选地，所述除湿转轮上设置有除湿区和再生区；所述冷却除湿器和所述海水冷却器分别连接于除湿区；所述空气加热器和所述排风机分别连接于再生区。
[0014]为了充分利用海洋资源，节能环保，所述吸收器、冷凝器之间设置有海水通道，海水经由海水通道自吸收器流入，再自冷凝器流出。
[0015]与现有技术相比，本实用新型的优点在于:基于吸收制冷单级除湿的半集中船舶空调装置对空气的除湿过程和冷却过程是分开独立控制进行的，相互联系但互不影响，能够克服传统的空调系统以牺牲湿度控制进行温度调节的缺点，同时也可以避免传统空调送风中带水、带菌的卫生问题。此外，该基于吸收制冷单级除湿的半集中船舶空调装置的巧妙设计能够充分利用船舶上的富裕余热、空调工作过程中产生的废能及海洋中的自然资源，节能环保。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型实施例中基于吸收制冷单级除湿的半集中船舶空调装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
[0018]如图1所示，本实施例中的基于吸收制冷单级除湿的半集中船舶空调装置，包括制冷机组、除湿机组、储水箱3，所述制冷机组和除湿机组间通过所述储水箱3进行热能传递循环利用，所述制冷机组和除湿机组分别独立工作。
[0019]所述除湿机组包括与新风入口相连接的冷却除湿器21，与所述冷却除湿器21相连接的除湿转轮22，与所述除湿转轮22相连接的海水冷却器23，与所述海水冷却器23相连接的空气冷却器24，与所述空气冷却器24相连接的送风机25，所述送风机25连通船舶的舱室5。所述除湿机组还包括与所述除湿转轮22和船舶的舱室5相连通的空气加热器26，与所述除湿转轮22相连接的排风机27。
[0020]其中，所述除湿转轮22上设置有除湿区221和再生区222，除湿区221的面积大于再生区222的面积。所述冷却除湿器21和所述海水冷却器23分别连接于除湿区221，所述空气加热器26和所述排风机27分别连接于再生区222。
[0021]所述制冷机组为18°C?22°C的高温冷水的吸收式制冷机组，制冷机组采用溴化锂和水为工质对，如此可以防止氟氯昂制冷剂对环境造成破坏。所述制冷机组包括蒸发器11，与所述蒸发器11相连接的吸收器12，与所述吸收器12相连接的蒸汽发生器13，分别与所述蒸汽发生器13和蒸发器11相连接的冷凝器14。其中，蒸汽发生器13和冷凝器14装在一个筒子内，蒸发器11和吸收器12分筒设置。制冷机组还包括与所述储水箱3相连接的冷却器15，所述冷却器15连通船舶的舱室5。为了对船舶舱室5内充分降温，提高降温效能，所述冷却器15为盘管冷却器15。
[0022]所述吸收器12和所述蒸汽发生器13间设置有溶液泵16和溶液热交换器17，所述吸收器12中的低浓度溴化锂溶液经溶液泵16加压，再经过溶液热交换器17送至蒸汽发生器13中，蒸汽发生器13中经加热蒸发了水蒸气的高浓度溴化锂溶液经溶液热交换器17回流至吸收器12中，蒸汽发生器13中蒸发的水蒸气进入冷凝器14中。在高浓度溴化锂溶液的回流过程中，高浓度溴化锂溶液的温度还比较高，则在溶液热交换器17内，高浓度溴化锂溶液的热量会向流向蒸汽发生器13的低浓度溴化锂溶液进行热传递，对低浓度溴化锂溶液进行加热。
[0023]为了充分利用废热，该基于吸收制冷单级除湿的半集中船舶空调装置中，制冷机组中的蒸汽发生器连接于缸套，利用缸套内的冷却水进行热能交换，以保证蒸汽发生器13的正常运转。除湿机组中的空气加热器26连接于船舶上的余热蒸汽锅炉，通过所述余热蒸汽锅炉的废热对其内通过的空气进行加热。
[0024]为了充分利用废热，该基于吸收制冷单级除湿的半集中船舶空调装置中，制冷机组中的蒸发器11、冷却器15和除湿机组中的冷却除湿器21、空气冷却器24均连接于所述储水箱3。其中所述储水箱3包括热水箱31和冷水箱32。所述热水箱31中的热水经蒸发器11回流至冷水箱32，所述冷水箱32中的冷水经冷却器15回流至热水箱31，所述冷水箱32中的冷水经冷却除湿器21回流至热水箱31，所述冷水箱32中的冷水经空气冷却除湿器21回流至热水箱31，进而在蒸发器11与冷却器15、冷却除湿器21、空气冷却器24间形成热水和冷水间的热能循环。其中，蒸发器11、冷却器15、冷却除湿器21和空气冷却器24内均设置供水通过的水流管道。
[0025]为了充分利用海洋资源，节能环保，所述吸收器12、冷凝器14之间设置有海水通道，海水经由海水通道自吸收器12流入，再自冷凝器14流出。海水冷却器23中也设置有海水管道供海水的流入流出对新风进行冷却降温。
[0026]该基于吸收制冷单级除湿的半集中船舶空调装置中制冷机组的工作过程如下:缸套内的冷却水进入蒸汽发生器13中，加热蒸汽发生器13中的低浓度溴化锂溶液，溴化锂溶液中的水分沸腾蒸发进入冷凝器14，在此过程中，缸套内的冷却水吸收蒸汽发生器13，以保证蒸汽发生器13后续正常工作。进入冷凝器14中的水蒸气通过海水冷却降温变成液态水，经过节流阀18后，液态水喷洒在蒸发器11中的热水管表面从而变成水蒸气，同时热水管内的热水降温变成冷水回流至冷水箱32。然后水蒸气再进入吸收器12中，吸收器12中回流的高浓度溴化锂溶液再重新吸收来自蒸发器11的水蒸气，在吸收器12的吸水过程中，吸收器12利用海水进行降温冷却以保证水蒸汽的充分吸收。高浓度溴化锂溶液吸收水分后变为低浓度溴化锂溶液，低浓度溴化锂溶液被溶液泵16加压，在溶液热交换器17中被回流的高浓度溴化锂溶液加热后送到蒸汽发生器13中。如此可以完成制冷剂水和吸收剂溴化锂的制冷循环，在此过程中，由储水箱3的热水箱31中流向蒸发器11的热水管中的热水在蒸发器11中变成冷水再回流至储水箱3的冷水箱32中，冷水箱32中的冷水流向盘管冷却器15对船舶的舱室5进行降温，则冷水带走船舶舱室5内的热量变为热水再回流至储水箱3的热水箱31中，如此循环完成制冷降温工作过程。
[0027]该基于吸收制冷单级除湿的半集中船舶空调装置中除湿机组的工作过程如下:船舶舱室5外的新风A首先进入冷却除湿器21，由于冷却除湿器21中的水流管道内流经冷水箱32中的冷水，固冷却除湿器21在对新风A进行除湿的基础上，还可以对新风A进行预降温。新风A通过冷却除湿器21的降温和除湿处理后的空气进入除湿转轮22的除湿区221，空气经过除湿区221除湿后，达到送风状态要求的湿度，然后进入海水冷却器23利用流经海水冷却器23的海水进行进一步的降温。降温后的空气再进入空气冷却器24中进行降温，其中空气在空气冷却中通过由冷水箱32流经空气冷却器24的冷水进行降温，使得降温后的空气温度与船舶舱室5内的温度相等，最后再通过送风机25将充分降温后的空气送入船舶的舱室5内。在此过程中，空气冷却器24中流经冷水箱32中的冷水，使得送风机25送出风的温度和盘管冷却器15内的冷水温度保持一致，增加送风的舒适感。
[0028]与此同时，船舶舱室5内的热空气被送入到空气加热器26中，因为空气加热器26与船舶上的余热蒸汽锅炉相连接，则余热蒸汽锅炉中的废热对空气加热器26中的热空气进行加热，然后被热空气吸收掉热量的冷却水再经冷却水流管道回流入蒸汽发生器13中再次使用。吸收热量后的热空气再被送入到除湿转轮22的再生区222中，然后自再生区222中出来的空气最后经排风机27排出。在此过程中，除湿转轮22的再生区222利用热空气吸收的热量，对除湿转轮22的除湿区221进行再生处理，以保证除湿转轮22的持续除湿作用。
[0029]由上述基于吸收制冷单级除湿的半集中船舶空调装置的工作过程说明可知，除湿机组提供和室温等温干燥空气，用于舱室除湿，制冷机组中的盘管冷却器15提供冷量用于舱室冷却，两个系统独立工作，可以根据现场需要进行灵活调整。克服了传统空调系统以牺牲湿度控制进行温度调节的缺点，同时环保节能。该基于吸收制冷单级除湿的半集中船舶空调装置中的制冷机组和除湿机组中的热量相互循环利用，吸收利用余热蒸汽锅炉中的废热，还充分利用海水资源进行降温。
【权利要求】
1.一种基于吸收制冷单级除湿的半集中船舶空调装置，包括制冷机组和除湿机组，其特征在于:还包括储水箱(3)，所述制冷机组和除湿机组间通过所述储水箱(3)进行热能传递循环利用，所述制冷机组和除湿机组分别独立工作； 所述除湿机组包括与新风入口相连接的冷却除湿器(21)，与所述冷却除湿器(21)相连接的除湿转轮(22)，与所述除湿转轮(22)相连接的海水冷却器(23)，与所述海水冷却器(23)相连接的空气冷却器(24)，与所述空气冷却器(24)相连接的送风机(25)，所述送风机(25)连通船舶的舱室(5);所述除湿机组还包括与所述除湿转轮(22)和船舶的舱室(5)相连通的空气加热器(26)，与所述除湿转轮(22)相连接的排风机(27)； 其中所述冷却除湿器(21)和所述空气冷却器(24)分别连接于所述储水箱(3)，与所述制冷机组间进行热能循环；所述空气加热器(26)连接于船舶上的余热蒸汽锅炉，通过所述余热蒸汽锅炉的废热进行加热。
2.根据权利要求1所述的基于吸收制冷单级除湿的半集中船舶空调装置，其特征在于:所述制冷机组为吸收式的制冷机组，所述制冷机组包括蒸发器(11)，与所述蒸发器(11)相连接的吸收器(12)，与所述吸收器(12)相连接的蒸汽发生器(13)，分别与所述蒸汽发生器(13)和蒸发器(11)相连接的冷凝器(14)，还包括与所述储水箱(3)相连接的冷却器(15)，所述冷却器(15)连通船舶的舱室(5)； 其中所述蒸发器(11)和所述冷却器(15)分别连接于所述储水箱(3)，与所述空气冷却器(24)和所述冷却除湿器(21)间进行水的热量循环；所述蒸汽发生器(13)连接于缸套，利用所述缸套内的冷却水的进行热量交换。
3.根据权利要求2所述的基于吸收制冷单级除湿的半集中船舶空调装置，其特征在于:所述储水箱(3)包括热水箱(31)和冷水箱(32);所述热水箱(31)中的热水经蒸发器(11)回流至冷水箱(32)，所述冷水箱(32)中的冷水经冷却器(15)回流至热水箱(31)，所述冷水箱(32)中的冷水经冷却除湿器(21)回流至热水箱(31)。
4.根据权利要求1或2或3所述的基于吸收制冷单级除湿的半集中船舶空调装置，其特征在于:所述冷却器(15)为盘管冷却器(15)。
5.根据权利要求2所述的基于吸收制冷单级除湿的半集中船舶空调装置，其特征在于:所述吸收器(12)和所述蒸汽发生器(13)间设置有溶液泵(16)和溶液热交换器(17)，所述吸收器(12)中的低浓度工质对溶液由溶液泵(16)加压经过溶液热交换器(17)送至蒸汽发生器(13)中，蒸汽发生器(13)中经加热蒸发了水蒸气的高浓度工质对溶液经溶液热交换器(17)回流至吸收器(12)中，蒸汽发生器(13)中蒸发的水蒸气进入冷凝器(14)中。
6.根据权利要求5所述的基于吸收制冷单级除湿的半集中船舶空调装置，其特征在于:所述工质对采用溴化锂和水为工质对。
7.根据权利要求1所述的基于吸收制冷单级除湿的半集中船舶空调装置，其特征在于:所述除湿转轮(22)上设置有除湿区(221)和再生区(222);所述冷却除湿器(21)和所述海水冷却器(23)分别连接于除湿区(221);所述空气加热器(26)和所述排风机(27)分别连接于再生区(222)。
8.根据权利要求1所述的基于吸收制冷单级除湿的半集中船舶空调装置，其特征在于:所述吸收器(12)、冷凝器(14)之间设置有海水通道，海水经由海水通道自吸收器(12) 流入，再自冷凝器(14)流出。
【文档编号】F24F3/14GK203940547SQ201420244972
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年5月13日 优先权日:2014年5月13日
【发明者】许光映, 刘平波, 韩志, 杜燕, 张艳 申请人:浙江海洋学院