柴油機船舶制冷系統(tǒng)的發(fā)展前景

游軍偉

【摘 要】柴油機制冷空調(diào)系統(tǒng)是船舶重要的輔助設(shè)備，也是設(shè)備實現(xiàn)平穩(wěn)運轉(zhuǎn)的重要支撐之一，對人民生活的改善和質(zhì)量的提高發(fā)揮著重要的價值和作用，一定程度上影響著工作和生活的大環(huán)境。隨著制冷和空調(diào)技術(shù)的發(fā)展，船舶的制冷和空調(diào)機組也發(fā)生了變化大，本文主要闡述了中國不同類型柴油機船舶制冷空調(diào)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，展望未來的發(fā)展趨勢。

【關(guān)鍵詞】柴油機；制冷系統(tǒng)；發(fā)展前景

0 引言

在實踐過程中，柴油機具有較高的熱效率，因而體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)性的基本特點，并且在啟動方面具有便捷性，因而可以適應(yīng)各類船舶的系統(tǒng)，成為船舶的主要動力來源之一。到了1950年左右，柴油發(fā)動機一定程度上實現(xiàn)了對傳統(tǒng)蒸汽機的取代，需要注意的是，船用柴油機在實踐的過程當(dāng)中一直發(fā)揮著推動力量的作用，通常情況下根據(jù)功能的不同可以分為兩個部分，一方面是主機，另一部分是輔機，對船舶的前進(jìn)發(fā)揮的基本的動力作用。

1 柴油機船舶制冷系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

在二十世紀(jì)七十年代之前，研究人員一直使用簡單的方法來模擬和分析空調(diào)機組的過程。早在20世紀(jì)80年代的時候，計算機和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)步給世界范圍內(nèi)的研究產(chǎn)生了基本的推動作用，很多世界范圍內(nèi)的研究學(xué)者開始對微分方程進(jìn)行探討，并將理論廣泛應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)的模擬性能預(yù)測研究。隨著制冷系統(tǒng)研究的深入和互聯(lián)網(wǎng)科技的不斷推進(jìn)，世界范圍內(nèi)很多國家開始研究仿真動態(tài)和相關(guān)的技術(shù)，尤其是美國的Profimations公司，不斷加強理論研究和實踐的力度，等在設(shè)計過程系統(tǒng)中大量使用，取得了一些成果。在中國，清華大學(xué)等若干高校通過實驗或者是理論研究的方法，對制冷空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)方面的探討，并且實現(xiàn)建模和仿真的檢驗，在空調(diào)制冷系統(tǒng)方面取得了顯著的成就。

計算機模擬的方法在柴油機的研發(fā)過程中發(fā)揮著重要的作用，也是模擬制冷空調(diào)系統(tǒng)的重要技術(shù)支撐之一，對使用控制柜的試驗結(jié)果，通過模擬顯示的基本方法來實現(xiàn)對設(shè)備的控制，并得到相關(guān)的科學(xué)說明，為之后的實踐提供了基本的借鑒和經(jīng)驗。由于它是對現(xiàn)代海洋工作人員海上經(jīng)濟(jì)安全和高效設(shè)施的一種培訓(xùn)，STOW 78/95公約中的國際海事組織（IMO）之一必須是船員培訓(xùn)的必要條件之一，柴油機模擬器系統(tǒng)的制冷和空調(diào)系統(tǒng)的一般性能標(biāo)準(zhǔn)和建議標(biāo)準(zhǔn)做了非常的細(xì)化要求。

我國汽輪機模擬機研究起步較晚，情況較差，但研究起點高，所以發(fā)展很快，而汽輪機模擬機在相關(guān)設(shè)備和技術(shù)的支持下實現(xiàn)了齊全的仿真模型的建立和完善，制冷機組子系統(tǒng)的空調(diào)和建模仿真較少，不夠完善，制冷空調(diào)機組整機具有簡單性和便捷性和基本特點，世界范圍內(nèi)很多知名的船商公司，都對模擬器的研發(fā)有著極高的重視程度，NORCON公司所研發(fā)和使用的模擬器由兩個冷庫子庫構(gòu)成，模擬運行緩慢，相關(guān)的數(shù)值并不能及時進(jìn)行顯示，達(dá)不到時效性的基本要求；相比之下，英國很多船商公司加大對實時性的重視程度，一定程度上在世界范圍內(nèi)具有先進(jìn)性?，F(xiàn)階段我國相關(guān)的研究處于起步階段，研究基礎(chǔ)不強，相對應(yīng)的深度和廣度也達(dá)不到基本的要求，導(dǎo)致船舶制冷空調(diào)仿真系統(tǒng)建立的失敗。

2 柴油機船舶制冷系統(tǒng)的未來發(fā)展

上世紀(jì)末以來，我國不斷加強對船舶業(yè)發(fā)展的重視程度，這也是我國在世界范圍內(nèi)地位不斷上升的重要原因之一，也不斷加大制冷劑研究方面的重視程度。尤其是伴隨著溫室效應(yīng)的不斷惡化，臭氧層的破壞給生態(tài)環(huán)境提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，世界范圍內(nèi)已經(jīng)沒有綠色制冷劑替代氯氣。即使是熱力學(xué)制冷劑HCFC R22也逐漸退出歷史舞臺，雖然中國是發(fā)展中國家，但是相對于發(fā)達(dá)國家來說，這個禁令已經(jīng)推遲了，但是由于出口船只數(shù)量龐大，我們船用制冷劑的更新一直處于其他行業(yè)的前列。

這些年，貨船在我國的船舶中占有很大的比重，在這種船舶上應(yīng)用制冷和空調(diào)技術(shù)也在發(fā)展。為了實現(xiàn)務(wù)人員的質(zhì)量的提升，就需要對傳統(tǒng)的設(shè)計方案進(jìn)行基本的革新，比如高低溫圖書館的相關(guān)設(shè)施必須要隨著社會的發(fā)展進(jìn)行改造，現(xiàn)在是選擇一對冷凝單元（可承受全部冷）的常用方法，用于冷庫服務(wù)。在這種情況下，由于不同類型的冷藏溫度的蒸發(fā)，經(jīng)常會有四五個（如魚，肉類包裝，蔬菜，奶制品庫和干糧）的冷凝單元，只需增加蒸發(fā)壓力流量，但管道上的調(diào)節(jié)器難以滿足實踐提出的具體要求，因而需要在計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)自動控制技術(shù)的提出，將每個冷庫的溫度都控制在一定范圍之內(nèi)，在既定的標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行工作，如設(shè)備制造商植入程序到壓縮機，壓力控制器，電流繼電器等，實現(xiàn)這部分設(shè)備的自我調(diào)節(jié)，進(jìn)一步滿足既定的條件，并實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的平穩(wěn)、可持續(xù)發(fā)展，在實踐過程中發(fā)揮著重要的價值和意義。

雖然中國航運船舶市場還未得到充分的發(fā)展，但是隨著時代的發(fā)展和社會的進(jìn)步，客運量正呈現(xiàn)出不斷增加的趨勢，這也給空調(diào)設(shè)備提出了更高要求。首先需要注意的是，不同船舶的分區(qū)具有多樣化的特點，因而傳統(tǒng)的直接集中式空調(diào)系統(tǒng)難以滿足需求，并被間接空調(diào)系統(tǒng)所取代。冷水用于冷卻空氣冷卻器中的空氣。這肯定會導(dǎo)致在中間的熱損失較大，與此同時，載重量較大也給冷量的合理利用提出了更高的要求，最佳的方式就是利用整個熱交換系統(tǒng)進(jìn)行熱回收。該系統(tǒng)采用空調(diào)全熱交換器（焓換熱器），回收空調(diào)返回空氣和排氣冷量或熱量，將新鮮空氣冷卻或加熱到系統(tǒng)中。這樣更加節(jié)能，對于空調(diào)的制冷和加熱的負(fù)荷都有效的降低。整個換熱器的熱輪是空調(diào)的所有設(shè)施中最關(guān)鍵的部分，對密封設(shè)施也提出了更高的要求。當(dāng)熱輪總熱的交換效率在百分之65至百分之70時，這樣對于無線導(dǎo)航區(qū)豪華客輪的空調(diào)系統(tǒng)起到了相當(dāng)高的節(jié)能作用。到目前為止，中國沒有合格的設(shè)備制造商，或主要進(jìn)口。一般客船分為客艙，船員艙，小公共場所，駕駛室和中央供氣系統(tǒng)，單管道加終端再加熱的幾個供應(yīng)空調(diào)區(qū)域。

3 小結(jié)

柴油機船舶制冷和空調(diào)技術(shù)不斷發(fā)展，更加注重環(huán)保和人為的考慮。這完全符合新世紀(jì)人民的要求。總而言之，船舶的制冷和空調(diào)機組不斷更新，綠色環(huán)保的追求高效節(jié)能，體積小，重量輕，效率更高，更易于管理。相信我國柴油機船舶制冷空調(diào)的技術(shù)未來會更加精湛。

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