[发明专利]以发动机尾气为能源驱动的化学吸附式制冷系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学吸附式热能制冷系统，具体涉及以发动机尾气为能源驱动的化学吸附式制冷系统。

背景技术

在利用发动机高温尾气的热源进行热能吸附式制冷的技术和产品研究中，以往常常采用机械式烟板阀结构，用以控制切换发动机尾气和冷却水的通道，该机构存在以下缺陷：由于尾气温度高达300-600℃，机械式烟板阀难以寻求到在该温度条件下的密封材料，因而无可避免地存在漏气和漏水问题；机械式烟板阀机械加工工艺复杂、周期长、成本高；在高温条件下，机械式烟板阀易发生热胀冷缩变形、卡壳等机械故障，影响系统正常运行等；若用于海上船舶发动机尾气制冷场合，机械烟板阀还存在难以抗拒的海水腐蚀问题。

现有技术中，通过在发动机尾气与吸附发生器之间的烟道管中增设浮筒装置，将烟道设置于发生器内部，发生器内壁与烟道管仅仅只一层铁板相隔。但是实际应用时，由于发动机尾气热量绝大部分加热到浮筒上，以及浮筒附近的发生器内壁，使浮筒和发生器内壁严重变形开裂，且堵塞了烟道管，严重浪费了吸附床所需要的发动机尾气热量。

发明内容

本发明的目的是提供一种以发动机尾气为能源驱动的化学吸附式制冷系统，包括并联连接的N个吸附床组件，每个吸附床组件包括吸附床单元管组件、氨气吸附管路和氨气脱附管路、进烟气管路、出烟气管路、冷却水进水管路和冷却水出水管路；所述吸附床单元管组件包括设置在吸附床容器内的M个吸附单元管，每个吸附单元管包括吸附外管、设置在吸附外管内的多个托盘、设置在多个托盘中部的滤网，每个托盘内设置有吸附剂，所述吸附外管的顶端连接气总管；所述气总管通过三通分别与氨气吸附管路和氨气脱附管路连通，所述吸附床单元管组件的底端连通有U形水封管道，所述U形水封管道通过两位三通电动阀组连接冷却水进水管路和冷却水出水管路，所述吸附床容器上端与烟气管路连通，所述进烟气管路连接至烟气总管路，所述吸附床单元管组件的顶端与出烟气管路连通；所述氨气脱附管路和氨气吸附管路之间依次连接有冷凝器、液氨储罐、节流阀和蒸发器；所述氨气吸附管路上设置有吸氨通路单向控制阀组，所述氨气脱附管路上设置有脱氨通路单向控制阀组，所述吸氨通路单向控制阀组包括氨气吸附管路与吸附床组件之间连接的支路上设置的阀a1-n1，所述脱氨通路单向控制阀组包括氨气脱附管路与吸附床组件之间连接的支路上设置的阀a2-n2；所述吸氨通路单向控制阀组、脱氨通路单向控制阀组均与控制器连接，所述N为整数，3≤N≤8，所述M为大于2的整数。

上述技术方案中，所述吸附床容器的上端设置有溢流口，所述溢流口连接有冷却水溢流管，所述冷却水溢流管和U形水封管道、两位三通电动阀组、冷却水进水管路、冷却水出水管路共同构成阀水封结构，在发动机高温尾气环境下，实现了以水通路控制高温尾气通路的功能。

上述技术方案中，所述冷却水由冷却水进水管路从吸附床容器下部进入吸附床容器，溢满整个吸附床容器，由吸附床容器上部冷却水溢流管溢出，形成满溢式冷却方式。

上述技术方案中，所述多个托盘层叠设置。

上述技术方案中，所述吸附剂为一种碱土金属卤化物或一种以上碱土金属卤化物的混合物。

上述技术方案中，所述进烟气管路通入300-600℃的发动机尾气。

本发明具有以下有益效果：一是打破传统的单组吸附床，或双组吸附床切换间歇式的化学吸附热能制冷结构，通过设置三组以上化学吸附床，并根据制冷深度的要求设置化学吸附床单元总数，以及在该制冷深度的工况条件下，合理分配参加吸附和脱附的化学吸附床的数量，保证任一时间点上，通过三组或以上吸附和脱附化学吸附床配合应用，能够达到不间断地输出制冷量，在同等热源条件下，提高制冷量和制冷深度，整个系统能够利用低品位热源；二是实现了利用发动机尾气这种300～600℃发动机高温且尾气压力输出不稳定的脉冲式热源，作化学吸附式热能制冷系统的驱动能源；三是利用阀水封结构控制冷却水进出的同时，充分而可靠地控制了高温烟气切换和进出化学吸附床，结构简单、而且弥补了市场上机械式烟扳阀无高温密封材料、阀体热胀冷缩、腐蚀、结构复杂、可靠性低等控烟气手段乏力的问题；四是通过满溢式冷却方式，避免了喷淋式冷却机构的喷淋孔堵塞，水泵式冷却方式消耗大量电能等不利因素，提高了冷却功效。