一种船用立体库二氧化碳制冷系统的制作方法

本实用新型涉及冷库制冷技术领域，具体涉及一种船用立体库二氧化碳制冷系统。

背景技术：

随着经济的快速发展、人民生活水平的不断提高，消费者对食品多元化需求越来越高，尤其是海鲜等水产品目前已经逐渐成为人们餐桌上的“高档”食材。

船舶是航行于或停泊于水域进行水产品运输或作业的主要交通工具。船舶的外形一般为有利于克服流体阻力的流线性设计。船舶的材料随着科学技术的发展，已由早期的竹、麻等自然材料逐步发展为现在的钢材、铝、亚克力和各种复合材料。

船舶出海作业时往往是远离本土补给基地，因此船舶上一般自带有储藏食材的冷库。冷库的主要作用是保证维持船员体能所需食物以及打捞上来的水产品等食材的品质。由于船舶所处环境恶劣，如不同航区温差大及风浪颠簸等自然因素的存在会使现有冷库存在以下缺点：一是现有冷库库温波动大，影响食品品质，从而缩短食材贮藏期；二是冷库结构较为传统形式，密封性不够好，存在漏热现象，并且冷库空间利用率较低；三是现有冷库所采用的制冷系统耗能高，也不够环保。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够有效减小冷库库温波动、能耗少的船用立体库二氧化碳制冷系统。

本实用新型的一种船用立体库二氧化碳制冷系统，其技术方案为：

提供一种船用立体库二氧化碳制冷系统，包括由用于输送二氧化碳制冷剂的管道依次连接成循环回路的蒸发器、压缩机、冷凝器、储液器、电子膨胀阀，蒸发器安装于冷库内的上部空间，冷凝器安装于船的底部以能够直接与海水进行热交换。

其中，冷凝器的用于换热的冷凝管为光滑蛇形盘管，冷凝管安装于船的底部。

其中，船的底部安装有钢板，冷凝管位于钢板内。

其中，钢板的厚度为15～25mm。

其中，冷凝器能够承受的压力不大于80bar。

其中，冷库内的上部空间安装有能够实现喷雾加湿的加湿装置。

其中，蒸发器能够承受的压力不大于50bar。

其中，连接压缩机与冷凝器的管道安装有使得二氧化碳制冷剂流向冷凝器的第一单向阀；连接冷凝器与储液器的管道安装有使得二氧化碳制冷剂流向储液器的第二单向阀。

其中，冷凝器的入口端与储液器的上部也通过所述管道连接，该管道安装有使得二氧化碳制冷剂流向冷凝器的第三单向阀。

其中，储液器的上部安装有安全阀。

本实用新型的实施包括以下技术效果：

本实用新型的船用立体库二氧化碳制冷系统，其结构包括由管道依次连接成循环回路的蒸发器、压缩机、冷凝器、储液器、电子膨胀阀，蒸发器安装于冷库内的上部空间，冷凝器安装于船的底部，通过二氧化碳制冷剂在循环回路内的不间断流动来实现对冷库的持续制冷，由于蒸发器安装于冷库内的上部空间，使得冷气能够均匀散布到冷库的整个空间，而冷凝器安装于船的底部，由于海水的流动性使得其温度较为平稳，使得冷凝器能够直接与海水进行平稳热交换，不仅省去了冷凝换热时的机械能损耗，而且平稳热交换能够有效降低冷库库温的波动性，有效延长保存水产品等食材的贮藏期。另外而且，二氧化碳是制冷系统唯一的工质，即使在水下泄露，也不会污染海水，更不会破坏海洋生态平衡，更为环保。

附图说明

图1为本实用新型的船用立体库二氧化碳制冷系统的原理示意图。

图2为本实用新型的船用立体库的结构示意图。

图1和图2中的附图标记为：

1-压缩机；

2-冷凝器；

31-第一单向阀、32-第二单向阀、33-第三单向阀；

4-储液器；

5-安全阀；

6-电子膨胀阀；

7-蒸发器；

8-冷凝管；

9-冷库；

10-船；

11-钢板。

具体实施方式

下面将结合实施例以及附图对本实用新型加以详细说明，需要指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本实用新型的理解，而对其不起任何限定作用。

参见图1和图2所示，本实施例提供的一种船用立体库二氧化碳制冷系统，其结构包括由管道依次连接成循环回路的蒸发器7、压缩机1、冷凝器2、储液器4、电子膨胀阀6，蒸发器7安装于冷库9内的上部空间，冷凝器2安装于船10的底部以使得冷凝器2能够直接与海水进行热交换。船用立体库二氧化碳制冷系统是通过使得二氧化碳制冷剂在循环回路内的不间断流动来实现对冷库9的持续制冷。

本实用新型中，二氧化碳作为制冷剂更为安全和环保。二氧化碳是系统唯一的工质，即使在水下泄露，也不会污染海水，更不会破坏海洋生态平衡。海水全年平均温度低于二氧化碳的临界温度，整个二氧化碳制冷系统的运行压力和温度都在临界压力和临界温度以下的亚临界循环。通过蒸发温度来控制冷库9的库温，库温波动可控制在±0.5℃以内。二氧化碳本身具有单位容积制冷量高的特性，电子膨胀阀的调节使蒸发器在干式下运行，从而使整个制冷系统的充注量较小，即储液器体积较小，从而减小占用船的空间。

为增加换热面积，提高换热效率，冷凝器2的用于换热的冷凝管8为光滑蛇形盘管，冷凝管8为由耐压耐腐蚀的不锈钢制成，冷凝管8的管径为10mm。船10的底部安装有钢板11，冷凝管8位于钢板11内，钢板11起到对冷凝管8的保护作用，冷凝管8通过钢板11与海水进行热交换，能够进一步增大换热面积，达到更好的冷凝效果。钢板11的厚度为15～25mm，优选的，钢板11的厚度为20mm。为增加钢板11的防腐性能，需要对钢板11做相应的防腐处理。冷凝器2所能够承受的压力不大于80bar，冷凝器2其他部件也由耐压耐腐蚀的不锈钢制成。蒸发器7能够承受的压力不大于50bar，蒸发器7采用翅片式顶排管进行热交换。

本实用新型的工作原理是：利用海水温度较低且船正常行驶时航速较高的优势，将光滑蛇形排管通过钢板11的保护合理布置在船10的底部，使二氧化碳系统在亚临界范围运行。从蒸发器7流出的低温低压的二氧化碳气体经压缩机1压缩为高温高压的二氧化碳气体并进入冷凝器2，由于冷凝器2安装于船10的底部，冷凝器2能够与海水进行热交换，使得热量释放到周围的海水中，从而使得二氧化碳气体冷凝为高压的二氧化碳液体，并流入储液器4中储存，同时储液器4中的高压二氧化碳液体经电子膨胀阀6节流为低温低压的二氧化碳气液混合物后进入蒸发器7并与冷库9内的空气进行热交换，此时二氧化碳气液混合物蒸发为低温低压的二氧化碳气体使得冷库9的温度得以降低，随后低温低压的二氧化碳气体再次回流至压缩机1进行下一次制冷循环。由于冷凝器2安装于船10的底部，且船10的移动性和海水的流动性都使得海水的温度较为平稳，使得冷凝器2能够直接与海水进行平稳热交换，不仅省去了换热时的机械能损耗，而且平稳热交换能够有效降低冷库9库温的波动性，有效延长保存水产品等食材的贮藏期，另外蒸发器7安装于冷库9内的上部空间，使得冷气能够均匀散布到冷库9的整个空间，确保整个冷库9空间温差的均匀性。

参见图1，连接压缩机1与冷凝器2的管道安装有使得二氧化碳制冷剂流向冷凝器2的第一单向阀31；连接冷凝器2与储液器4的管道安装有使得二氧化碳制冷剂流向储液器4的第二单向阀32。当制冷系统停止运作时，储液器4内部的压力会升高，为确保制冷系统内的压力在正常范围内，需要管道连接冷凝器2的入口端与储液器4的上部，并且在该管道安装有使得二氧化碳制冷剂流向冷凝器2的第三单向阀33，这样待储液器4内部的压力升高到65bar时，储液器4上部的气体就通过第三单向阀33排入到冷凝器2中进行冷凝，从而确保整个制冷系统的压力在正常范围内。

储液器4的上部安装有安全阀5，当制冷系统停机时间过长或不正当操作或维修使得储液器4内的压力达到75bar时，安装在储液器4上部的安全阀5开始动作打开，从而确保整个制冷系统压力处于安全值以下。

储液器4内为过冷二氧化碳液体，需要对储液器4做保温处理。为防止储液器4的低压液体二氧化碳在到达电子膨胀阀6之前出现闪发现象，需要对连接储液器4与电子膨胀阀6的低压供液管道做保温处理。

本实施例中，冷库9采用整体发泡技术而成，也即是立体库，这不仅可减少海上恶劣环境对库温的影响，而且提高了冷库9的密封性能，使整个制冷系统更加节能，另外这种由整体发泡技术制成的冷库9，其内部空间较大，能够显著增加冷库9的空间利用率。

进一步的，在冷库9内的上部空间还安装有能够对食材进行喷雾加湿的加湿装置。当二氧化碳制冷系统循环制冷使得冷库9内的温度达到稳定的冰点温度时，加湿装置开始对食材进行喷雾加湿，使得食材表面形成一层极薄的冰膜，实现冰温保鲜储藏，这种能够实现冰温保鲜技术的立体库即为冰温库。

本实用新型的船用立体库二氧化碳制冷系统，其不局限于民用捕捞船的应用，还可适用于一些军用大型补给船以及对温度控制要求高的船舶，如医药运输船等。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。