[发明专利]使用异丁烷制冷剂的船舶用冷冻装置

说明书

本发明提供一种使用异丁烷制冷剂的船舶用冷冻装置，其包括：压缩器；冷凝器；膨胀阀；以及蒸发器，其特征在于，包括：蒸发器用腔室；腔室开闭部件；恒温用水槽；除霜水存储箱；除霜水流入通道；除霜蒸汽供应通道；以及真空泵，在除霜操作时，关闭腔室开闭部件，关闭除霜水存储箱开闭阀，并驱动除霜用电加热器，利用真空泵而在除霜水存储箱内部的上部形成1.2～2.3kPa的真空压力，使得存储在除霜水存储箱的除霜水在真空压力下蒸发并将蒸发的气体状态的除霜水向蒸发器用腔室供应。该使用异丁烷制冷剂的船舶用冷冻装置为了缩短除霜时间，利用除霜用电加热器的发热和因除霜蒸汽的冷凝潜热而发出的热量及冷凝的除霜水的显热而执行除霜操作。

技术领域

本发明涉及船舶用冷冻装置，具体涉及使用异丁烷制冷剂的船舶用冷冻装置。

背景技术

依据《蒙特利尔议定书》及《京都议定书》，限制使用臭氧层破坏物质、抑制温室气体排放等国际环境法规已成为现实。

根据国际协定中对臭氧层破坏物质的使用限制，现有的冷冻空气调节器部门中使用的氟利昂系列的制冷剂在近期内也无法继续使用，因此开发利用替代制冷剂的新冷冻空气调节器成为本行业持续发展的关键。

从这种观点来看，代替对地球环境有害影响的人工化合物即氟利昂制冷剂，使用具有ODP(Ozone Depletion Potential：臭氧消耗潜值)和GWP(Global WarmingPotential：全球变暖潜值)为0的天然制冷剂的物性值及有关使用这些天然制冷剂的系统的研究已经进行了许多。作为这种天然制冷剂有氨(NH₃)、烃类(丙烷、丁烷等)、二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂)、氦气(He)、水(H₂O)、空气等。

其中，丙烷、丁烷等烃类制冷剂具有价格便宜、使用简便，并且与一般矿物质润滑油易于混合的优点，但是直到最近，因为可燃性，除欧洲之外的日本及美国等其他先进国家几乎忽视了对碳氢化合物的使用。然而，由于地球变暖问题被严重提及，已经在积极研究使用具有降低变暖潜势的烃类制冷剂。

本发明涉及在烃类制冷剂中使用异丁烷作为制冷剂的船舶用冷冻装置。

一般的船舶用冷冻装置和其他冷冻装置一样，包括：压缩器，将气体状态的制冷剂压缩成高温高压的气体状态；冷凝器，使从上述压缩器流入的气体状态的制冷剂与外部进行热交换而将其冷凝成液体状态；膨胀阀，使从上述冷凝器流入的液体状态的制冷剂进行绝热膨胀；以及蒸发器，使从上述膨胀阀流入的液体状态的制冷剂与外部进行热交换而蒸发后使其流入上述压缩器；从而实现冷冻循环的形成。

此时，为了冷却而向蒸发器外部供应的空气，因为相对湿度高，所以当其经过蒸发器的表面的过程中瞬间凝结而在蒸发器的表面上形成霜花。

像这样的霜花随着时间的流逝而逐渐增长，并且因为霜花起到作为阻碍蒸发器进行热交换的阻力要素的作用，所以导致蒸发器的热交换效率降低。

因此，为了清除蒸发器表面上生成及增长的霜花，需要周期性地进行除霜操作。

虽然具有各种除霜方法，但是典型的除霜方法是利用电加热器(heater)的除霜方法和水喷水(water spray)除霜方法。

在水喷水除霜的情况下，因为是利用水的显热来融化霜花，所以需要使用可以存储大量水的水箱及水泵，从而会有整体装置大型化的问题。

对此，在电加热器除霜的情况下，可以在较短的时间内清除霜花，并且有整体装置可以小型化的优点。

另一方面，就异丁烷制冷剂而言，因为具有可燃性及爆炸性，所以若利用电加热器进行除霜操作，则存在异丁烷制冷剂由于电加热器的高温度的发热而爆炸的危险。

为了解决这种问题，即为了防止异丁烷制冷剂的爆炸而在相对低的温度下驱动电加热器时，会产生整体的除霜时间延迟的问题。