專(zhuān)利名稱(chēng)：余熱驅(qū)動(dòng)的制冷恒溫控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用尾氣余熱驅(qū)動(dòng)的、機(jī)電結(jié)合的自動(dòng)恒溫控制制冷系統(tǒng)，具體是一種余熱驅(qū)動(dòng)的制冷恒溫控制裝置。
背景技術(shù)：
目前全球能源利用率很 低。以船為例，其柴油機(jī)熱效率一般為50%，其余被排放到船外，其中尾氣帶走總熱量的30%，造成能源極大浪費(fèi)和環(huán)境污染。因此，如何有效利用余熱具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。另外，船上缺乏保鮮裝置使船員無(wú)法新鮮食物一直都是一大難題，急需制冷保鮮裝置保鮮食物。大型船舶采用壓縮式制冷機(jī)來(lái)解決這個(gè)難題，但設(shè)備體積龐大，中小型船舶無(wú)法使用。在中小型船舶上已有采用溴化鋰吸收式制冷等方式的嘗試，但因設(shè)備重量大、不能承受船體顛簸等原因無(wú)法推廣。因此，尋找適合漁船等中小型船舶的綠色節(jié)能制冷設(shè)備具有重要價(jià)值和非常巨大的市場(chǎng)。相比于現(xiàn)在的氟利昂做制冷劑的制冷裝置，氨-水吸收式制冷設(shè)備體積小、重量輕且無(wú)多余功耗，將其原理用于船載冰箱，并利用柴油機(jī)尾氣余熱驅(qū)動(dòng)是船用冰箱的發(fā)展趨勢(shì)。機(jī)電結(jié)合的恒溫控制系統(tǒng)、冷藏和冷凍兩個(gè)控溫區(qū)間、自動(dòng)化人性恒溫控制使這種余熱驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)恒溫冰箱具有重要的社會(huì)效益和市場(chǎng)價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種余熱驅(qū)動(dòng)的制冷恒溫控制裝置，能在中小型船舶上使用的吸收式自動(dòng)恒溫控制船用冰箱，利用尾氣余熱制冷，可實(shí)現(xiàn)人性化恒溫控制，供3 10人、出海2 15天使用。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下
一種余熱驅(qū)動(dòng)的制冷恒溫控制裝置，包括氨-水吸收式制冷系統(tǒng)，其特點(diǎn)在于還包括集熱銅塊、熱管、步進(jìn)電機(jī)、曲柄、固定裝置、加熱銅塊和電路，所述的集熱銅塊和加熱銅塊通過(guò)軸承固定在所述的熱管的兩端，該熱管的中間支點(diǎn)經(jīng)所述的固定裝置固定船舶上，所述的集熱銅塊與所述的船舶的尾氣管道緊密相接，所述的加熱銅塊與所述的吸收式冰箱的發(fā)生器活動(dòng)地相連，所述的熱管靠所述的加熱銅塊的部位經(jīng)軸承與所述的曲柄的一端相連，該曲柄的另一端與所述的步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸相連，
所述的電路由電冰箱的溫度測(cè)量模塊、單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成，所述的測(cè)溫模塊的輸出端與所述的單片機(jī)的輸入端相連，該單片機(jī)的輸出端與所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸入端相連，該步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出端與所述的步進(jìn)電機(jī)的控制端相連；
所述的集熱銅塊回收船舶尾氣管道壁產(chǎn)生的熱量，經(jīng)過(guò)熱管和加熱銅塊把熱量導(dǎo)給吸收式冰箱的發(fā)生器，通過(guò)氨水氦吸收式制冷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)制冷，所述的溫度測(cè)量模塊對(duì)冰箱溫度進(jìn)行測(cè)量并輸入單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，輸出信號(hào)經(jīng)所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)所述的步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)的曲柄擺動(dòng)，對(duì)熱管傳熱通斷進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)利用尾氣的余熱驅(qū)動(dòng)氨-水吸收式制冷系統(tǒng)進(jìn)行制冷。所述的熱管為中溫重力式熱管。本發(fā)明的原理是是
通過(guò)收集船舶尾氣管道壁產(chǎn)生的熱量，經(jīng)過(guò)熱管把熱量導(dǎo)給吸收式冰箱的發(fā)生器，通過(guò)氨水氦吸收式制冷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)制冷；同時(shí)使用步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)來(lái)控制傳熱的通斷進(jìn)而實(shí)現(xiàn)冰箱溫度的自動(dòng)化控制；利用包含測(cè)量、單片機(jī)系統(tǒng)和控制的電路控制系統(tǒng)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。整個(gè)系統(tǒng)主要包括導(dǎo)熱控制裝置的機(jī)械和電路部分。 通過(guò)集熱銅塊把船尾氣管中的熱量收集起來(lái)后傳給熱管，熱管再將熱量傳給其上端的加熱器，最后加熱器將熱量輸送給氨水吸收式冰箱的發(fā)生器驅(qū)動(dòng)冰箱運(yùn)行。通過(guò)步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)作為搖桿的熱管左右擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱的開(kāi)
口 O步進(jìn)電機(jī)控制器輸出的脈沖電信號(hào)是由導(dǎo)熱控制裝置的電路部分控制的。電路部分的單片機(jī)在得到冰箱內(nèi)部的溫度信號(hào)后，與設(shè)定值進(jìn)行比較，在導(dǎo)熱閉合時(shí)，如果溫度低于設(shè)定值就發(fā)出信號(hào)讓步進(jìn)電機(jī)控制器發(fā)出電脈沖驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，最終使熱管導(dǎo)熱斷開(kāi)。相反，在導(dǎo)熱斷開(kāi)時(shí)，如果溫度高于設(shè)定值就發(fā)出信號(hào)讓步進(jìn)電機(jī)控制器發(fā)出電脈沖驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)是的熱管導(dǎo)熱閉合。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是減輕船上電站負(fù)荷，節(jié)約燃料同時(shí)可以減少尾氣的排放，減少對(duì)環(huán)境的污染。同時(shí)，所需要的制冷劑NH3的ODP和GWP都為零，為環(huán)境友好型制冷劑?？梢蕴峁┩耆侠洳睾笳呃鋬鲆蟮牡蜏丨h(huán)境。


圖I是本發(fā)明余熱驅(qū)動(dòng)的制冷恒溫控制裝置的結(jié)構(gòu)示意。圖2是電路部分的原理圖。圖中1-集熱銅塊，2_熱管，3_步進(jìn)電機(jī)，4_曲柄，5_固定裝置，6_加熱銅塊，7_電路，8-冰箱的發(fā)生器，71-溫度測(cè)量模塊，72-溫度控制模塊，73-單片機(jī)。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。圖I是本發(fā)明余熱驅(qū)動(dòng)的制冷恒溫控制裝置的結(jié)構(gòu)示意，如圖所示，一種余熱驅(qū)動(dòng)的制冷恒溫控制裝置，包括氨-水吸收式制冷系統(tǒng)，還包括集熱銅塊I、熱管2、步進(jìn)電機(jī)
3、曲柄4、固定裝置5、加熱銅塊6和電路7，所述的集熱銅塊I和加熱銅塊6通過(guò)軸承固定在所述的熱管2的兩端，該熱管2的中間支點(diǎn)經(jīng)所述的固定裝置5固定船舶上，所述的集熱銅塊I與所述的船舶的尾氣管道緊密相接，所述的加熱銅塊6與所述的吸收式冰箱的發(fā)生器8活動(dòng)地相連，所述的熱管2靠近所述的加熱銅塊6的部位經(jīng)軸承與所述的曲柄4的一端相連，該曲柄4的另一端與所述的步進(jìn)電機(jī)3的驅(qū)動(dòng)軸相連。集熱銅塊I的形狀根據(jù)尾氣管形狀而定，在導(dǎo)熱時(shí)與船上尾氣管緊密接觸，收集尾氣管中的余熱并將熱量傳給與之相連的熱管2。熱管2與固定器5通過(guò)軸承相連，并由固定器固定在船身上，具體的位置依船的結(jié)構(gòu)和空間位置而定。熱管2上端的加熱銅塊6的形狀根據(jù)氨水吸收式冰箱的發(fā)生器8的形狀而定，固定在熱管的上端，將熱管中的熱量傳給發(fā)生器。集熱銅塊I和加熱銅塊6與尾氣管和冰箱的發(fā)生器接觸的面積根據(jù)需要的熱量而定。步進(jìn)電機(jī)3固定在船身上，具體的位置根據(jù)船的結(jié)構(gòu)和曲柄-熱管的尺寸而定。步進(jìn)電機(jī)由步進(jìn)電機(jī)的控制器接收由電路部分7傳來(lái)的信號(hào)后發(fā)出脈沖電信號(hào)給步進(jìn)電機(jī)，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)曲柄4的轉(zhuǎn)動(dòng)。曲柄一端與步進(jìn)電機(jī)3通過(guò)軸承相連,另一端通過(guò)軸承與熱管的上端相連，帶動(dòng)熱管左右擺動(dòng)。圖2是電路部分的原理圖，與單片機(jī)的控制器相連輸出控制信號(hào)，同時(shí)與冰箱中的測(cè)溫部分連接獲得溫度信號(hào)。其實(shí)物與單片機(jī)的控制器固定在一起。下面對(duì)其原理進(jìn)行介紹電路7由電冰箱的溫度測(cè)量模塊71、單片機(jī)73、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器72構(gòu)成，所述的測(cè)溫模塊71的輸出端與所述的單片機(jī)73的輸入端相連，該單片機(jī)73的輸出端與所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器72的輸入端相連，該步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器72的輸出端與所述的步進(jìn)電機(jī)3的控制端相連。所述的集熱銅塊I回收船舶尾氣管道壁產(chǎn)生的熱量，經(jīng)過(guò)熱管2和加熱銅塊6把熱量導(dǎo)給吸收式冰箱的發(fā)生器8，通過(guò)氨水氦吸收式制冷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)制冷，所述的溫度測(cè)量模塊71對(duì)冰箱溫度進(jìn)行測(cè)量并輸入單片機(jī)73進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，輸出信號(hào)經(jīng)所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器72，驅(qū)動(dòng)所述的步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)的曲柄擺動(dòng)，對(duì)熱管傳熱通斷進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)利用尾氣的 余熱驅(qū)動(dòng)氨-水吸收式制冷系統(tǒng)進(jìn)行制冷。
權(quán)利要求
1.一種余熱驅(qū)動(dòng)的制冷恒溫控制裝置，包括氨-水吸收式制冷系統(tǒng)，其特征在于還包括集熱銅塊(I)、熱管(2)、步進(jìn)電機(jī)(3)、曲柄(4)、固定裝置(5)、加熱銅塊(6)和電路(7)，所述的集熱銅塊(I)和加熱銅塊(6)通過(guò)軸承固定在所述的熱管(2)的兩端，該熱管(2)的中間支點(diǎn)經(jīng)所述的固定裝置(5)固定船舶上，所述的集熱銅塊(I)與所述的船舶的尾氣管道緊密相接，所述的加熱銅塊(6)與所述的吸收式冰箱的發(fā)生器(8)活動(dòng)地相連，所述的熱管(2)靠近所述的加熱銅塊(6)的部位經(jīng)軸承與所述的曲柄(4)的一端相連，該曲柄(4)的另一端與所述的步進(jìn)電機(jī)(3)的驅(qū)動(dòng)軸相連； 所述的電路(7)由電冰箱的溫度測(cè)量模塊(71)、單片機(jī)(73)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(72)構(gòu)成，所述的測(cè)溫模塊(71)的輸出端與所述的單片機(jī)(73)的輸入端相連，該單片機(jī)(73)的輸出端與所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(72)的輸入端相連，該步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(72)的輸出端與所述的步進(jìn)電機(jī)(3)的控制端相連； 所述的集熱銅塊(I)回收船舶尾氣管道壁產(chǎn)生的熱量，經(jīng)過(guò)熱管(2)和加熱銅塊(6)把熱量導(dǎo)給吸收式冰箱的發(fā)生器(8)，通過(guò)氨水氦吸收式制冷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)制冷，所述的溫度測(cè)量模塊(71)對(duì)冰箱溫度進(jìn)行測(cè)量并輸入單片機(jī)(73)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，輸出信號(hào)經(jīng)所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(72)，驅(qū)動(dòng)所述的步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)的曲柄擺動(dòng)，對(duì)熱管傳熱通斷進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)利用尾氣的余熱驅(qū)動(dòng)氨-水吸收式制冷系統(tǒng)進(jìn)行制冷。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種余熱驅(qū)動(dòng)的制冷恒溫控制裝置，其特征在于所述的熱管為中溫重力式熱管。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種余熱驅(qū)動(dòng)的制冷恒溫控制裝置，包括氨-水吸收式制冷系統(tǒng)，還包括集熱銅塊、熱管、步進(jìn)電機(jī)、曲柄、固定裝置、加熱銅塊和電路，所述的集熱銅塊和加熱銅塊通過(guò)軸承固定在所述的熱管的兩端，該熱管的中間支點(diǎn)經(jīng)所述的固定裝置固定船舶上，所述的集熱銅塊與所述的船舶的尾氣管道緊密相接，所述的加熱銅塊與所述的吸收式冰箱的發(fā)生器活動(dòng)地相連，所述的熱管靠所述的加熱銅塊的部位經(jīng)軸承與所述的曲柄的一端相連，該曲柄的另一端與所述的步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸相連。本發(fā)明減輕船上電站負(fù)荷，節(jié)約燃料同時(shí)可以減少尾氣的排放，減少對(duì)環(huán)境的污染，提供完全符合冷藏后者冷凍要求的低溫環(huán)境。
文檔編號(hào)F25B49/04GK102944088SQ20121049552
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者羅彬 , 郭雅蕾, 陳俊亦, 潘多昭, 陳進(jìn)格, 王津, 呂梁, 陳江平 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)