船舶余熱吸收式制冷空調(diào)

1、船舶余熱吸收式制冷空調(diào) 摘要:結(jié)合利用能量、余熱利用率、結(jié)構(gòu)要求、運行情況、保養(yǎng)維修、投資成本等方面綜合比較，可以看出吸附式和吸收式制冷應用在船舶上具有很多優(yōu)點，但是分別都存在體積龐大和怕?lián)u晃等缺點，阻礙其普及。從而得出通過柴油機廢氣渦輪同軸直接帶動壓縮機制冷具有較大優(yōu)勢;該結(jié)論可供選擇船舶余熱制冷技術(shù)參考。 關鍵詞: 保養(yǎng)維修; 投資成本; 吸附式制冷;吸收式制冷; 船舶余熱 中圖分類號： f407.474文獻標識碼： a 隨著近年油價猛漲，利用船舶余熱制冷又成為一個比較熱門的研究。采用合適的利用船舶余熱制冷方式，可以充分利用大量余熱，更可以有效地降低運輸成本，起到了節(jié)能和環(huán)保的作用。本文將

2、針對這個問題進行比較深入的研究，對選擇最為合適的利用船舶余熱制冷方式進行論證，使之余熱利用更為合理。為實船的余熱利用系統(tǒng)設計提供思路，有一定的參考價值。 1 船舶余熱利用與分析 當代船舶柴油機的熱效率在熱機中是最高的，但一般也只達 35%50%，其余 50%以上的熱量被排氣、冷卻水帶走。低速二沖程柴油機的排氣溫度在 300左右，中速四沖程柴油機的排氣溫度在 380左右，柴油機冷卻水的溫度在 6085，輔助鍋爐的排氣溫度在 150250，對這部分余熱的充分利用則是船舶節(jié)能與環(huán)保的關鍵所在，也將有效地減少船舶運輸成本。 船舶余熱用途 船舶余熱利用的方法越來越多，現(xiàn)將船舶余熱的利用途徑用圖 1 的方

3、式表達出來?？梢?，船舶余熱的利用途徑有兩種，一種是用于加熱，如乘員生活所需的熱水、遠洋船將海水蒸餾以制造淡水、寒冷季節(jié)的艙室取暖以及油類的加熱保溫等所需的蒸汽和熱水等；另一種用途是用于產(chǎn)生動力，通常是通過余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽驅(qū)動汽輪發(fā)電機發(fā)電而并入船舶電網(wǎng)，可節(jié)省柴油。 船舶余熱計算 1.3主柴油機的熱平衡分析 本船主柴油機的熱平衡圖見圖2。即柴油機的發(fā)熱量僅有50%左右的變成了有效功，而排氣、冷卻介質(zhì)及其他途徑帶走的熱量約占到50%；其中，排氣帶走的熱量，約占到32.9% 1.4主柴油機排氣的熱平衡分 該船主機排氣余熱的能量利用情況見圖3，排氣余熱的利用是使用了廢氣渦輪增壓器和廢氣鍋爐。 2船舶

4、余熱制冷技術(shù) 大型船舶利用的柴油機排氣余熱能量相當大，因此余熱利用也越來越受重視。目前，比較有希望用于船舶余熱制冷的主要是如下四種方式和手段： 2.1 通過廢氣渦輪同軸直接帶動壓縮機制冷，柴油機排氣溫度一般是 300380左右，可以通過余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽驅(qū)動汽輪發(fā)電機發(fā)電來帶動壓縮式制冷機(簡稱汽電壓縮制冷)，從而節(jié)省大量柴油；或并入船舶電網(wǎng)。但是，上述技術(shù)還遠不如通過廢氣渦輪同軸直接帶動壓縮機制冷（簡稱渦輪壓縮制冷）來得簡單（見圖 4），而且效率明顯增高。目前增壓器的效率可以達到 6575%，通過廢氣渦輪同軸直接帶動壓縮機制冷時效率可以達到 30%，它們的能效比較如圖 5。 2.2 利用船舶余

5、熱的吸收式制冷 吸收式制冷機組根據(jù)驅(qū)動能源分為熱水型、蒸汽型、直燃型機組等。熱水型機組性能系數(shù)cop比較低，因此船舶上的低溫熱水沒有多大的實用價值。蒸汽型機組分為單效和雙效兩種類型。單效機的熱力系數(shù)為0.650.75，而雙效機的熱力系數(shù)可達1.11.2，可以利用船舶廢氣鍋爐產(chǎn)生的飽和蒸汽來達到制冷的目的?？紤]到船舶蒸汽的壓力以及船舶的傾斜、搖擺、沖擊和振動，為防止溴化鋰水溶液進入冷凝器引起污染，而將發(fā)生器與冷凝器分開，采用三筒型雙效結(jié)構(gòu)形式。船舶上由于沒有燃氣供應，加之柴油機的排氣溫度難以滿足直燃機組的需求，故也不予以考慮。 2.3 利用船舶余熱的吸附式制冷 如圖 6 利用船舶余熱的吸附式制冷

6、空調(diào)系統(tǒng)原理圖所示，由于吸附式制冷工作是間歇的，而船舶柴油機排氣是連續(xù)的，為使系統(tǒng)連續(xù)工作，故采用兩吸附床交替工作的循環(huán)方式。 以萬噸級貨輪“慶陽”號為例，其主柴油機功率為12000 kw，即使在部分負載 10000 kw 下工作時，考慮到透平增壓、廢氣鍋爐對能量的再利用之后，最終排氣中所蘊含的廢熱量仍高達 800 kw；若吸附式制冷系統(tǒng)的性能系數(shù)值達到 0.3 時（目前吸附式制冷系統(tǒng)性能系數(shù)值可達到 0.600.80），其制冷量即為240 kw，完全可滿足船舶空調(diào)對制冷量的要求（該船的空調(diào)制冷量為 200 kw）。 2.4 利用船舶余熱的噴射式制冷 噴射式制冷系統(tǒng)可以應用在大型船舶上，從而充

7、分利用船舶的余熱。噴射式制冷機是一種以熱能為動力、以液體制冷劑在低壓下蒸發(fā)吸熱來制取冷量的制冷機。它采用單一物質(zhì)作為循環(huán)工質(zhì)，目前通常是水。近年來，為了達到特殊的目的（如制取 0以下的低溫），蒸汽噴射式制冷機系統(tǒng)可以采用其它的工質(zhì)作為制冷劑，如氟利昂等，這樣更有利將噴射式制冷系統(tǒng)應用于船舶上。 3 結(jié)束語 綜上所述，通過對前述壓縮式制冷、噴射式制冷、吸收式制冷和吸附式制冷分析和論述可以看出，壓縮式制冷的制冷系數(shù)最高，噴射式制冷的制冷系數(shù)次之，吸收式和吸附式制冷的制冷系數(shù)較低。廢氣渦輪同軸直接帶動壓縮機制冷能效高，雖然有運動部件、維修保養(yǎng)費用較高等不足，筆者認為采用柴油機廢氣渦輪同軸直接帶動壓縮機制冷更合適。 參考文獻： 1 任文江，施潤華.船舶動力裝置節(jié)能m.上