一种利用生物质能源的船舶空调装置及工作方法与流程

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1.本发明涉及一种利用生物质能源的船舶空调装置及工作方法，属于能源与空调工程技术领域。

背景技术：

2.生物质能源具有可再生性、原料来源广和低碳环保等特点。船舶在运行过程中会源源不断地产生生物质垃圾。船舶生物质主要为餐厨垃圾、残羹剩肴和生活污水等生活垃圾。利用船舶生物质气化制取的燃气为富氢气体，其燃烧极限广，能量密度高。目前，很多船舶并不具备完善的生物质垃圾处理系统，所处理的垃圾往往达不到直接排放标准，在无法正常将生物质垃圾进行退岸处理的情况下，违规将这些垃圾直接排放到海中，或将这些垃圾转移给不具有垃圾接收能力的污油水接收船，这类行为违反了《国际防止船舶造成污染公约》和港口国关于船舶垃圾处理的规定，并造成海洋环境的污染。不具有接收能力的船舶接收船舶垃圾还违反了港口相关规定，甚至导致安全事故。
3.现有的船舶空调装置以电驱动压缩机实现制冷为主，船舶空调系统用电比例接近船舶耗电的40％。因此，降低其电能消耗至关重要。在船舶余热利用方面，以“船舶余热
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蒸汽动能
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叶轮机械能
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电能
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冷量”的转化利用方式最为常见。然而，繁琐的能量转化过程必将伴随能量的损失，造成能量的浪费。因此，减少多级能量转化过程中的损耗，提高能量利用效率非常重要。
4.吸收式制冷在直接利用热能方面更具优势。然而，由于主机烟气中含有大量的颗粒物，具有一定的腐蚀性，不能直接用于驱动吸收式制冷；且吸收式制冷常由于热源温度较高或者冷却水温度较低而发生结晶，导致制冷机组不能正常运行。因此，高品质的热源和防止发生结晶对于吸收式制冷机组的高效稳定运行尤为重要。

技术实现要素：

5.为达到解决上述问题的目的，本发明提供一种利用生物质能源的船舶空调装置及工作方法。
6.本发明的技术方案是：一种利用生物质能源的船舶空调装置，包括船舶生物质回收利用系统、直燃双效型溴化锂吸收式热泵系统、第一蒸汽朗肯循环回路、第二蒸汽朗肯循环回路、燃烧发电系统、海水冷却系统和空调末端系统，船舶生物质回收利用系统分别连接直燃双效型溴化锂吸收式热泵系统、第一蒸汽朗肯循环回路、燃烧发电系统；直燃双效型溴化锂吸收式热泵系统连接第二蒸汽朗肯循环回路、空调末端装系统；海水冷却系统分别连接直燃双效型溴化锂吸收式热泵系统、第一蒸汽朗肯循环回路、第二蒸汽朗肯循环回路、空调末端系统。
7.进一步，所述生物质回收利用系统包括水罐、水蒸气发生器、气化剂混合器、生物质气化装置、惯性分离器、焦油分离器、换热器a和合成气储存装置；所述水罐、水蒸气发生器、气化剂混合器、生物质气化装置、惯性分离器、焦油分离器、换热器a和合成气储存装置
依次连接。
8.进一步，所述直燃双效型吸收式空调系统由高压发生器、蒸汽截止阀、溶液截止阀、低压发生器、浓溶液泵、吸收器、稀溶液泵、低温热交换器、高温热交换器、冷凝器a、球阀a、储液器、电子膨胀阀、电磁阀、蒸发器、截止阀、防晶管组成。
9.进一步，所述燃烧发电系统包括燃气轮机、发电装置和烟气泵；合成气储存装置与燃气轮机连接，燃气轮机与发电机组a连接；燃气轮机的烟气通过烟气泵b与第四换热器连接。
10.进一步，所述第一蒸汽朗肯循环回路包括给水泵a、换热器a、汽轮机a、冷凝器b和发电机组b；所述水泵a、换热器a、汽轮机a、冷凝器b依次连接；所述发电机组b与汽轮机a连接。
11.进一步，所述海水冷却系统包含海水泵a、球阀b、海水泵b、球阀c、海水泵c、球阀d以及与海水连接的管路；所述海水泵a将海水通入所述冷凝器b 中，为第一朗肯循环冷却散热；所述海水泵b将海水通入所述冷凝器c，为第二朗肯循环冷却散热；所述海水泵c将海水通入冷凝器a，为吸收式制冷循环带走热量。
12.进一步，所述第二蒸汽朗肯循环回路包括给水泵b、换热器b、汽轮机b、冷凝器c和发电机组c；所述水泵b、换热器b、汽轮机b、冷凝器c依次连接；所述发电机组c与汽轮机b连接。
13.进一步，所述空调末端装系统包含空调器、风机盘管、冷冻水供水阀门、冷冻水回水阀门、热水供水阀门、热水回水阀门和供水泵，所述供水泵的进口与蒸发器的高压发生器热水器的出口连接；供水泵的出口与空调器的风机盘管的入口相连；空调器的风机盘管的出口与蒸发器的高压发生器热水器的入口连接；蒸发器的高压发生器热水器的入口管路上分别设有冷冻水回水阀门和热水回水阀门；蒸发器的高压发生器热水器的出口管路上分别设有冷冻水供水阀门和热水供水阀门。
14.一种利用生物质能源的船舶空调装置的工作方法，包括：
15.水蒸气发生器将来自水罐中的水加热为水蒸气后通入气化剂混合器；气化剂混合器将反应所需的气化剂均匀混合，并将气化剂送至生物质气化装置；生物质气化装置将船舶生物质垃圾气化制取粗合成气，并将反应后的产物通入惯性分离器；惯性分离器将粗合成气中的灰渣分离出来，并将剩余的合成气通入焦油分离器；焦油分离器分离合成气中的焦油以得到富氢燃气，高温的富氢燃气进入所述换热器a中为第一朗肯循环提供热量，冷却降温后的富氢燃气储存在所述燃气储存装置中，然后通过接口a进入直燃双效型吸收式空调机组的高压发生器中；
16.燃气储存装置的燃气进入燃气轮机，通过燃烧热驱动叶轮旋转带动发电机组a产生电能供船舶使用；给水泵a将循环水加压后经过换热器a吸收高温燃气的热量，气化为高温高压的蒸汽后推动汽轮机a做功，汽轮机a带动发电机组b做功发电供船舶使用；汽轮机a中膨胀做功后的气体流入所述冷凝器b进行冷凝换热；换热器b与高压发生器的烟气出口b连接；给水泵b将循环水加压后经过所述换热器b，循环水吸收来自换热器b高温烟气的热量，气化为高温高压的蒸汽后推动汽轮机b做功带动发电机组c做功发电供船舶使用，汽轮机b 中膨胀做功后的气体进入所述冷凝器c进行冷凝换热；
17.空调机组制冷模式运行时，高压发生器中的稀溶液吸收燃气的燃烧热产生高温蒸
汽，稀溶液初步浓缩后经过高温热交换器和溶液截止阀进入低压发生器；高压发生器发生的高温蒸汽同时通过蒸汽截止阀进入低压发生器中再次加热初步浓缩后的溶液得到浓溶液；低压发生器产生的浓溶液经过低温热交换器后经浓溶液泵输送至吸收器中；低压发生器产生的制冷剂蒸汽进入冷凝器a中放热成为高温高压的制冷剂液体，依次经过储液罐、电子膨胀阀和电磁阀后进入蒸发器；低温低压的制冷剂液体在蒸发器中与冷冻水进行换热。此时冷冻水供回水阀门开启，热水供回水阀门关闭。完成换热后的低温冷冻水经过供水泵进入空调末端装置为空气进行冷却，处理后的空气送入舱室进行降温，吸热后的冷冻水再次回到蒸发器中；蒸发器中低温低压的制冷剂气体进入吸收器，其中的浓溶液吸收低压气态的制冷剂再次成为稀溶液；最终，稀溶液依次经过稀溶液泵、低温热交换器和高温热交换器回到高压发生器中完成循环；
18.空调机组制热模式运行时，热水供回水阀门开启，冷冻水供回水阀门以及连接低压发生器的溶液截止阀和蒸汽截止阀均关闭，开启高压发生器中的热水器，借助高压发生器所发生的高温蒸汽的凝结热来加热管内热水，作为冬季采暖热水使用，蒸汽凝水则流回高压发生器，热水通过供水泵进入空调末端装置为空气加热，处理后的空气送入舱室，放热后的热水流回高压发生器中的热水器。
19.进一步，海水泵a将低温海水输送至冷凝器b中，为第一朗肯循环回路带走热量；海水泵b将低温海水输送至冷凝器c中，为第二朗肯循环回路带走热量；海水泵c为直燃双效型溴化锂吸收式热泵系统输送海水进行冷却，低温海水依次经过冷凝器a与吸收器进行换热，为吸收式制冷机组带走热量。
20.相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
21.1.本发明回收利用船舶生物质能源与主机废热来制取富氢燃气为空调系统供能，实现了节能减排，有助于可持续发展。
22.2.本发明改变了以往“船舶余热
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蒸汽动能
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叶轮机械能
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电能
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冷量”的繁琐转化过程，直接利用富氢燃气的燃烧热来驱动吸收式空调机组制取冷热量，减少了多级能量转化过程中的损耗，显著地提高了能量利用效率。
23.3.燃气燃烧时温度较高，本发明采用双效型溴化锂吸收式空调机组，可有效解决溴化锂浓溶液结晶问题。双效型溴化锂吸收式空调机组设有高、低压两级发生器，以高压发生器中溶液气化所产生的高温制冷剂蒸汽作为低压发生器加热溶液的内热源，再与低压发生器中溶液气化产生的制冷剂蒸汽汇合，共同作为制冷剂进入冷凝器和蒸发器制冷。由于高压发生器中制冷剂蒸汽的凝结热被机组自身利用，故热力系数可大大提高；冷凝器中冷却水带走的热量主要是低压发生器中制冷剂蒸汽的凝结热，冷凝器的热负荷约为普通单效型机组的一半。
24.4.本发明在低压发生器与吸收器之间设有防晶管。一旦低温热交换器中浓溶液通路因结晶发生堵塞时，浓溶液直接经防晶管进入吸收器，不再经过低温热交换器。这样不但可以保证机组至少在部分负荷下继续运行，且由于热的浓溶液在吸收器内直接与稀溶液混合，提高了低温热交换器内稀溶液侧的温度，有利于浓溶液侧结晶的缓解。同时，通过控制系统减小机组冷却水泵的流量，使得吸收器内温度升高以融化浓溶液侧的结晶。
25.5.本发明在直燃机高压发生器上方设置有热水器，当冬季制热运行时，热水器借助高压发生器所发生的高温蒸汽的凝结热来加热管内热水，作为冬季采暖热水使用，凝水
则流回高压发生器。
26.6.本发明利用蒸汽朗肯循环充分利用高温燃气和烟气的余热来发电，提高了能量利用率，又实现了装置的冷热电联产。
附图说明
27.图1为本发明的利用生物质能源的船舶空调装置系统结构示意图；
28.附图标记：1.水罐；2.水蒸气发生器；3.气化剂混合器；4.生物质气化装置； 5.惯性分离器；6.焦油分离器；7.换热器a；8.合成气储存装置；9.高压发生器； 10.截止阀a；11.截止阀b；12.低压发生器；13.浓溶液泵；14.吸收器；15.稀溶液泵；16.低温热交换器；17.高温热交换器；18.冷凝器a；19.球阀a；20. 储液器；21.电子膨胀阀；22.电磁阀；23.蒸发器；24.截止阀a和b；25.气液分离器；26.燃气轮机；27.发电机组a；28.给水泵a；29.汽轮机a；30.发电机组b；31.冷凝器b；32.给水泵b；33.换热器b；34.汽轮机b；35.发电机组c； 36.冷凝器c；37.海水泵a；38.球阀b；39.海水泵b；40.球阀c；41.海水泵 c；42.球阀d；43.空调器；44.风机盘管；45.冷冻水供水阀门；46.冷冻水回水阀门；47热水供水阀门；48.热水回水阀门；49.供水泵。
具体实施方式
29.为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下：如图1所示，本发明提供了一种利用船舶生物质能源的空调装置，包括船舶生物质回收利用系统、直燃双效型溴化锂吸收式热泵系统、第一蒸汽朗肯循环回路、第二蒸汽朗肯循环回路、燃烧发电系统、海水冷却系统和空调末端系统。船舶生物质回收利用系统分别连接直燃双效型溴化锂吸收式热泵系统、第一蒸汽朗肯循环回路、燃烧发电系统；直燃双效型溴化锂吸收式热泵系统连接第二蒸汽朗肯循环回路、空调末端装系统；海水冷却系统分别连接直燃双效型溴化锂吸收式热泵系统、第一蒸汽朗肯循环回路、第二蒸汽朗肯循环回路、空调末端系统。
30.船舶生物质回收利用系统包括水罐1、水蒸气发生器2、气化剂混合器3、生物质气化装置4、惯性分离器5、焦油分离器6、换热器a7和合成气储存装置 8。水罐1、水蒸气发生器2、气化剂混合器3、生物质气化装置4、惯性分离器 5、焦油分离器6、换热器a7和燃气储存装置8依次连接。水罐1储存来自船舶淡水系统或船舶生活供水系统的淡水，并将水通入水蒸气发生器2；水蒸气发生器2用来把水加热为水蒸气，并将水蒸气通入气化剂混合器3；气化剂混合器3 将反应所需的气化剂均匀混合，并将气化剂送至生物质气化装置4；生物质气化装置4用于将船舶生物质垃圾气化制取粗合成气，并将反应后的产物通入惯性分离器5；惯性分离器5将粗合成气中的灰渣分离出来，并将剩余的合成气通入焦油分离器6；焦油分离器6用来分离合成气中的焦油以得到富氢燃气，高温的富氢燃气进入所述换热器a7中为第一朗肯循环回路提供热量，冷却降温后的富氢燃气储存在燃气储存装置8中，然后通过a接口进入高压发生器9中。
31.直燃双效型溴化锂吸收式空调系统包括高压发生器9、蒸汽截止阀10、溶液截止阀11、低压发生器12、浓溶液泵13、吸收器14、稀溶液泵15、低温热交换器16、高温热交换器17、冷凝器a18、球阀a19、储液器20、电子膨胀阀 21、电磁阀22、蒸发器23、截止阀24和防晶管25。空调机组制冷模式运行时，蒸汽截止阀10和溶液截止阀11开启，热水供水阀门47和热水
回水阀门48关闭。高压发生器9中的稀溶液吸收燃气的燃烧热产生高温蒸汽，稀溶液初步浓缩后经过所述高温热交换器17进入低压发生器12；高压发生器9发生的高温蒸汽同时进入低压发生器12中再次加热初步浓缩后的溶液得到浓溶液；低压发生器12产生的浓溶液经过低温热交换器16后经浓溶液泵13输送至吸收器14中；低压发生器12产生的制冷剂蒸汽进入所述冷凝器a18中放热成为高温高压的制冷剂液体，依次经过储液罐20、电子膨胀阀21和电磁阀22后进入蒸发器23；低温低压的制冷剂液体在所述蒸发器23中吸热成为低温低压的气体；蒸发器23 中低温低压的制冷剂气体进入吸收器14中；吸收器14中的浓溶液吸收低压气态的制冷剂再次成为稀溶液；最终，稀溶液依次经过稀溶液泵15、低温热交换器16和高温热交换器17回到高压发生器9中完成循环。空调机组制热模式运行时，蒸汽截止阀10和溶液截止阀11关闭，开启所述高压发生器9中的热水器，借助所述高压发生器9所发生的高温蒸汽的凝结热来加热管内热水，作为冬季采暖热水使用，蒸汽凝水则流回高压发生器9。
32.燃烧发电系统包括燃气轮机26和发电机组a27。燃气储存装置8的燃气可通入燃气轮机26；燃气轮机26叶轮旋转带动发电机组a27产生电能供船舶使用。
33.第一蒸汽朗肯循环回路包括给水泵a28、换热器a7、汽轮机a29、发电机组 b30、冷凝器b31；给水泵a28、换热器a7、汽轮机a29、冷凝器b31依次连接；发电机组b30与汽轮机a29连接。给水泵a28将循环水加压后经过所述换热器 a7吸收高温燃气的热量，气化为高温高压的蒸汽后推动汽轮机a29做功；汽轮机a29带动所述发电机组b30做功发电供船舶使用；汽轮机a29中膨胀做功后的气体流入冷凝器b31进行冷凝换热。
34.第二蒸汽朗肯循环回路包括给水泵b32、换热器b33、汽轮机b34、发电机组c35、冷凝器c36；给水泵b32、换热器b33、汽轮机b34、冷凝器c36依次连接；发电机组c35与汽轮机b34连接。换热器b33与高压发生器9的烟气出口b 连接；给水泵b32将循环水加压后经过所述换热器b33，循环水吸收来自所述换热器b33高温烟气的热量，气化为高温高压的蒸汽后推动汽轮机b34做功；汽轮机b34带动所述发电机组c35做功发电供船舶使用；汽轮机b34中膨胀做功后的气体进入所述冷凝器c36进行冷凝换热。
35.海水冷却系统包含海水泵a37、球阀b38、海水泵b39、球阀c40、海水泵 c41和球阀d42。海水泵a37将低温海水输送至所述冷凝器b31中，为第一朗肯循环带走热量；海水泵b39将低温海水输送至所述冷凝器c36中，为第二朗肯循环回路带走热量；海水泵c41为直燃双效型溴化锂吸收式热泵系统输送海水进行冷却，低温海水依次经过所述冷凝器a18与吸收器14进行换热，为吸收式制冷机组带走热量。
36.空调末端装系统包含空调器43、风机盘管44、冷冻水供水阀门45、冷冻水回水阀门46、热水供水阀门47、热水回水阀门48和供水泵49。供水泵49的进口与蒸发器23/高压发生器9热水器的出口连接；供水泵49的出口与所述空调器43/风机盘管44的入口相连；空调器43/风机盘管44的出口与所述蒸发器23/ 高压发生器9热水器的入口连接；蒸发器23/高压发生器9热水器的入口管路上分别设有所述冷冻水回水阀门46和所述热水回水阀门48；蒸发器23/高压发生器9热水器的出口管路上分别设有冷冻水供水阀门45和所述热水供水阀门47。当制冷模式运行时，冷冻水供水阀门45和所述冷冻水回水阀门46开启，热水供水阀门47和所述热水回水阀门48关闭，蒸发器23中的低温冷冻水经过所述供水泵49输送至空调器46和风机盘管44中冷却空气，处理后的空气送入舱室进行降温，吸收热量后的冷冻水再次回到所述蒸发器23中。制热模式运行时，热水供水阀门47和所述热水回水阀门48开启，冷冻
水供水阀门45和冷冻水回水阀门46关闭，并开启高压发生器9中的热水器，利用高压发生器9所发生的高温蒸汽的凝结热来加热管内热水，作为冬季采暖热水使用，蒸汽凝水则流回所述高压发生器9。热水通过供水泵49进入空所述空调器43和风机盘管44为空气加热，处理后的空气送入舱室，放热后的热水流回高压发生器9中的热水器。
37.优选地，船舶生物质垃圾可以为餐厨垃圾、残羹剩肴和生活污水等生活垃圾。
38.优选地，生物质气化装置4气化所需的热量来自主机废气余热。
39.优选地，生物质气化装置设有温度探头和辅助电加热装置。
40.优选地，高压发生器9和燃气轮机26的烟气主要成分为co2和h2o，可作为生物质气化剂通入所述气化剂混合器3中循环使用。
41.优选地，低压发生器12和吸收器14之间设有防晶管25，当低温热交溶液通路结晶阻塞时，所述低压发生器12中的溶液直接流向所述吸收器14。
42.优选地，高压发生器9设置有热水器。
43.优选地，海水泵a37、球阀b38、海水泵b39、球阀c40、海水泵c41、球阀 d42、冷凝器a18、冷凝器b31、冷凝器c36及其之间连接的管路均采用耐海水腐蚀的不锈钢材质。
44.以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

技术特征：

1.一种利用生物质能源的船舶空调装置，其特征在于：包括船舶生物质回收利用系统、直燃双效型溴化锂吸收式热泵系统、第一蒸汽朗肯循环回路、第二蒸汽朗肯循环回路、燃烧发电系统、海水冷却系统和空调末端系统，船舶生物质回收利用系统分别连接直燃双效型溴化锂吸收式热泵系统、第一蒸汽朗肯循环回路、燃烧发电系统；直燃双效型溴化锂吸收式热泵系统连接第二蒸汽朗肯循环回路、空调末端装系统；海水冷却系统分别连接直燃双效型溴化锂吸收式热泵系统、第一蒸汽朗肯循环回路、第二蒸汽朗肯循环回路、空调末端系统。2.根据权利要求1所述的利用生物质能源的船舶空调装置，其特征在于：所述船舶生物质回收利用系统包括水罐、水蒸气发生器、气化剂混合器、生物质气化装置、惯性分离器、焦油分离器、换热器a和合成气储存装置；所述水罐、水蒸气发生器、气化剂混合器、生物质气化装置、惯性分离器、焦油分离器、换热器a和合成气储存装置依次连接。3.根据权利要求1所述的利用生物质能源的船舶空调装置，其特征在于：所述直燃双效型吸收式空调系统由高压发生器、蒸汽截止阀、溶液截止阀、低压发生器、浓溶液泵、吸收器、稀溶液泵、低温热交换器、高温热交换器、冷凝器a、球阀a、储液器、电子膨胀阀、电磁阀、蒸发器、截止阀、防晶管组成。4.根据权利要求1所述的利用生物质能源的船舶空调装置，其特征在于：所述燃烧发电系统包括燃气轮机、发电装置和烟气泵；合成气储存装置与燃气轮机连接，燃气轮机与发电机组a连接；燃气轮机的烟气通过烟气泵b与第四换热器连接。5.根据权利要求1所述的利用生物质能源的船舶空调装置，其特征在于：所述第一蒸汽朗肯循环回路包括给水泵a、换热器a、汽轮机a、冷凝器b和发电机组b；所述水泵a、换热器a、汽轮机a、冷凝器b依次连接；所述发电机组b与汽轮机a连接。6.根据权利要求1所述的利用生物质能源的船舶空调装置，其特征在于：所述海水冷却系统包含海水泵a、球阀b、海水泵b、球阀c、海水泵c、球阀d以及与海水连接的管路；所述海水泵a将海水通入所述冷凝器b中，为第一朗肯循环冷却散热；所述海水泵b将海水通入所述冷凝器c，为第二朗肯循环冷却散热；所述海水泵c将海水通入冷凝器a，为吸收式制冷循环带走热量。7.根据权利要求1所述的利用生物质能源的船舶空调装置，其特征在于：所述第二蒸汽朗肯循环回路包括给水泵b、换热器b、汽轮机b、冷凝器c和发电机组c；所述水泵b、换热器b、汽轮机b、冷凝器c依次连接；所述发电机组c与汽轮机b连接。8.根据权利要求1所述的利用生物质能源的船舶空调装置，其特征在于：所述空调末端装系统包含空调器、风机盘管、冷冻水供水阀门、冷冻水回水阀门、热水供水阀门、热水回水阀门和供水泵，所述供水泵的进口与蒸发器的高压发生器热水器的出口连接；供水泵的出口与空调器的风机盘管的入口相连；空调器的风机盘管的出口与蒸发器的高压发生器热水器的入口连接；蒸发器的高压发生器热水器的入口管路上分别设有冷冻水回水阀门和热水回水阀门；蒸发器的高压发生器热水器的出口管路上分别设有冷冻水供水阀门和热水供水阀门。9.一种利用生物质能源的船舶空调装置的工作方法，其特征在于，包括：水蒸气发生器将来自水罐中的水加热为水蒸气后通入气化剂混合器；气化剂混合器将反应所需的气化剂均匀混合，并将气化剂送至生物质气化装置；生物质气化装置将船舶生
物质垃圾气化制取粗合成气，并将反应后的产物通入惯性分离器；惯性分离器将粗合成气中的灰渣分离出来，并将剩余的合成气通入焦油分离器；焦油分离器分离合成气中的焦油以得到富氢燃气，高温的富氢燃气进入所述换热器a中为第一朗肯循环提供热量，冷却降温后的富氢燃气储存在所述燃气储存装置中，然后通过接口a进入直燃双效型吸收式空调机组的高压发生器中；燃气储存装置的燃气进入燃气轮机，通过燃烧热驱动叶轮旋转带动发电机组a产生电能供船舶使用；给水泵a将循环水加压后经过换热器a吸收高温燃气的热量，气化为高温高压的蒸汽后推动汽轮机a做功，汽轮机a带动发电机组b做功发电供船舶使用；汽轮机a中膨胀做功后的气体流入所述冷凝器b进行冷凝换热；换热器b与高压发生器的烟气出口b连接；给水泵b将循环水加压后经过所述换热器b，循环水吸收来自换热器b高温烟气的热量，气化为高温高压的蒸汽后推动汽轮机b做功带动发电机组c做功发电供船舶使用，汽轮机b中膨胀做功后的气体进入所述冷凝器c进行冷凝换热；空调机组制冷模式运行时，高压发生器中的稀溶液吸收燃气的燃烧热产生高温蒸汽，稀溶液初步浓缩后经过高温热交换器和溶液截止阀进入低压发生器；高压发生器发生的高温蒸汽同时通过蒸汽截止阀进入低压发生器中再次加热初步浓缩后的溶液得到浓溶液；低压发生器产生的浓溶液经过低温热交换器后经浓溶液泵输送至吸收器中；低压发生器产生的制冷剂蒸汽进入冷凝器a中放热成为高温高压的制冷剂液体，依次经过储液罐、电子膨胀阀和电磁阀后进入蒸发器；低温低压的制冷剂液体在蒸发器中与冷冻水进行换热。此时冷冻水供回水阀门开启，热水供回水阀门关闭。完成换热后的低温冷冻水经过供水泵进入空调末端装置为空气进行冷却，处理后的空气送入舱室进行降温，吸热后的冷冻水再次回到蒸发器中；蒸发器中低温低压的制冷剂气体进入吸收器，其中的浓溶液吸收低压气态的制冷剂再次成为稀溶液；最终，稀溶液依次经过稀溶液泵、低温热交换器和高温热交换器回到高压发生器中完成循环；空调机组制热模式运行时，热水供回水阀门开启，冷冻水供回水阀门以及连接低压发生器的溶液截止阀和蒸汽截止阀均关闭，开启高压发生器中的热水器，借助高压发生器所发生的高温蒸汽的凝结热来加热管内热水，作为冬季采暖热水使用，蒸汽凝水则流回高压发生器，热水通过供水泵进入空调末端装置为空气加热，处理后的空气送入舱室，放热后的热水流回高压发生器中的热水器。10.根据权利要求9所述的利用生物质能源的船舶空调装置的工作方法，其特征在于：海水泵a将低温海水输送至冷凝器b中，为第一朗肯循环回路带走热量；海水泵b将低温海水输送至冷凝器c中，为第二朗肯循环回路带走热量；海水泵c为直燃双效型溴化锂吸收式热泵系统输送海水进行冷却，低温海水依次经过冷凝器a与吸收器进行换热，为吸收式制冷机组带走热量。

技术总结

本发明涉及一种利用生物质能源的船舶空调装置及工作方法，该装置中的船舶生物质回收利用系统分别连接直燃双效型溴化锂吸收式热泵系统、第一蒸汽朗肯循环回路、燃烧发电系统；直燃双效型溴化锂吸收式热泵系统连接第二蒸汽朗肯循环回路、空调末端装系统；海水冷却系统分别连接直燃双效型溴化锂吸收式热泵系统、第一蒸汽朗肯循环回路、第二蒸汽朗肯循环回路、空调末端系统。本发明回收利用船舶生物质能源与主机废热来制取富氢燃气为空调系统供能，实现了节能减排，直接利用富氢燃气的燃烧热来驱动吸收式空调机组制取冷热量，减少了多级能量转化过程中的损耗，显著地提高了能量利用效率。用效率。用效率。