[发明专利]吸收式与热电制冷协同辅助过冷的CO2

说明书

本发明公开了一种吸收式与热电制冷协同辅助过冷的COsubgt;2/subgt;船用制冷系统。本发明吸收器溶液出口通过溶液泵与发生器溶液入口连接，发生器制冷剂蒸气出口通过冷凝器和减压调节阀连接蒸发器二制冷剂入口，蒸发器二制冷剂出口连接吸收器；发生器通过节流阀连接吸收器；压缩机出口、气体冷却器、热电过冷器、蒸发器二、膨胀机和蒸发器一进口依次连接，蒸发器一出口连接压缩机进口；电源管理器分别连接膨胀机和热电过冷器。本发明通过对余热余压的回收利用即可将气体冷却器出口的COsubgt;2/subgt;冷却，易于实现，并且可将其温度降至环境温度以下，能显著减小高压COsubgt;2/subgt;节流过程中的不可逆损失。

技术领域

本发明涉及吸收式制冷技术和热电制冷技术领域，尤其涉及一种吸收式制冷与膨胀机协同辅助过冷的CO₂跨临界制冷循环远洋船舶制冷系统。

背景技术

当今世界，人类可利用的多是不可再生资源，世界各地逐步出现不同程度的能源危机。近年来，国际油价大幅波动。另外化石能源的过度使用，使人类赖以生存和发展的环境遭到了很大的破坏。因而，节能环保成为当今时代的热点话题。远洋船舶具有一定的特殊性，一方面，其耗能巨大，船舶主机热效率不高，存在着大量的能源浪费现象；另一方面，长时间远离陆地，为了储藏船员食品，必须设置船舶伙食冷库，又进一步增加能源的消耗。传统压缩式制冷完全依靠发电机20％的电能来产生制冷量，仍有50％的余热尚未利用，造成能源的浪费。所以，应提升远洋船舶制冷系统效率，降低了其营运成本，提高经济效益，从而达到节约能源，保护环境的目的。

在当前环保和节能双重压力下，发展绿色制冷剂是大势所趋。对于目前远洋船舶制冷系统，充注的制冷剂大多为R22，其全球暖化潜势(GWP)高达1700，远洋船舶在行驶过程中的震动不可避免会导致制冷系统中制冷剂的泄漏，加剧了温室效应。2014年4月欧盟推出了更严格的F-gas条例限制高GWP制冷剂在制冷空调设备的使用，减少温室气体排放、减缓全球变暖已成为现阶段全球环境保护工作面临的首要问题，全球各国也加速推进环保制冷剂替代高GWP的HFC类制冷剂的进程。其中，CO₂由于其环境友好的特性被再次受到了人们的普遍关注。挪威科技大学的Lorentzen教授认为CO₂是最具潜力的自然工质。CO₂有诸多优点：1)环境友好，ODP＝0、GWP＝1；2)安全无毒不可燃，化学性质稳定；3)廉价易获取；4)与润滑油的相容性；5)粘度低、导热系数高，具有良好的热物性以及流动和传热特性；6)单位容积制冷/热量较高，与普通工质相比，CO₂设备体积更加小巧紧凑。然而，由于CO₂的临界温度仅为31.1℃，而临界压力高达7.38MPa，其运行压力较高、节流损失大，造成CO₂跨临界循环效率低于常规制冷剂系统，这是限制其推广应用的最主要原因。

因此，迫切需要新的技术来降低远洋船舶制冷系统的能耗，充注零臭氧消耗潜值(ODP)、低GWP的制冷剂保证制冷系统的环境友好。

发明内容

本发明目的在于提供一种吸收式制冷与热电制冷协同辅助过冷的CO₂跨临界制冷循环远洋船舶制冷系统。

为了解决以上问题，本发明所采取的技术方案是：提出一种吸收式与热电制冷协同辅助过冷的CO₂船用制冷系统，包括基于余热的吸收式制冷系统和CO₂跨临界制冷系统；

所述基于余热的吸收式制冷系统包括吸收器、发生器、溶液泵、蒸发器二、冷凝器、节流阀；船舶柴油机连接发生器，吸收器溶液出口通过溶液泵与发生器溶液入口连接，发生器制冷剂蒸气出口通过冷凝器和减压调节阀连接蒸发器二制冷剂入口，蒸发器二制冷剂出口连接吸收器；发生器通过节流阀连接吸收器；

所述CO₂跨临界制冷系统包括压缩机、气体冷却器、膨胀机和蒸发器一；压缩机出口、气体冷却器、热电过冷器、蒸发器二、膨胀机和蒸发器一进口依次连接，蒸发器一出口连接压缩机进口；电源管理器分别连接膨胀机和热电过冷器。