漁船制冷的節(jié)能設(shè)計研究

鮑騁東

摘 要：以前的漁船制冷，更多是對功能性與可靠性等方面的重視，從而忽略了運行的經(jīng)濟性。近年來，油價節(jié)節(jié)上升，制冷系統(tǒng)運行成本已經(jīng)成為影響捕撈利潤的重要原因?；谶@樣的情況下，本文介紹了了漁船制冷系統(tǒng)，其中更是從控制技術(shù)參數(shù)著手，著重討論了實現(xiàn)冷庫節(jié)能的措施。

關(guān)鍵詞：漁船；制冷系統(tǒng)；節(jié)能設(shè)計；節(jié)能措施

中圖分類號：U665 文獻標識碼：A 文章編號：1006—7973（2017）04-0064-02

從某種程度而言，可以說漁船制冷系統(tǒng)的健康有序運行直接影響著捕撈作業(yè)的半徑與漁民生活質(zhì)量。只是其所耗費的成本卻是極大的，因此也就需要從源頭入手，采取節(jié)能設(shè)計，降低制冷系統(tǒng)運行成本。

1 簡述漁船制冷系統(tǒng)

1.1 漁船制冷系統(tǒng)工作原理

近年來，漁船制冷系統(tǒng)較多采用的是蒸汽壓縮，制冷劑則是NH3，主要組成部分是壓縮機與冷凝器、蒸發(fā)器等。漁船制冷系統(tǒng)的工作原理即由壓縮機先將熱氨蒸汽吸收到里面，然后經(jīng)過壓縮，從而形成高溫、高壓的過熱蒸汽。但是此蒸汽在通過冷凝器冷卻之后，就會釋放許多熱量，然后利用熱蒸汽達到降溫目的，使其成為飽和蒸汽與液體、濕蒸汽，再冷凝成為過冷液體。通過節(jié)流元件節(jié)流降壓之后，此過冷液體慢慢成為干度相對低一些的濕蒸汽。最終此濕蒸汽處于蒸發(fā)器低溫、低壓環(huán)境條件下會大量氣化，吸入大量氣化潛熱與少許顯熱，使冷庫溫度得以下降，成低壓過熱蒸汽最后又回到壓縮機，形成熱力循環(huán)。

1.2 外部熱量浸入對冷庫的影響

由于捕撈作業(yè)的漁民自身條件因素與勞動強度等一些列緣由，冷庫制冷系統(tǒng)管理水平很難得到保障，能源出現(xiàn)大量浪費的問題比較嚴重。因此提高漁民從業(yè)者能力的教育工作在現(xiàn)今諸多情況下也就顯得尤為重要了，以此才能更好的促進漁民根據(jù)相關(guān)程序正確的對制冷系統(tǒng)進行及時的維護管理。但是冷庫被外部熱量浸入的情況，會大量提高冷庫的全熱負荷，也有可能造成系統(tǒng)較長時間內(nèi)都在運行狀態(tài)中，從而也就使得能量被大量浪費掉。根據(jù)資料得知這方面相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)得知，冷庫里面外部浸入的能量大約占據(jù)了總負荷的百分之十六左右。因此也就要求漁民形成良好的習慣，比方說有意識的控制冷庫庫門的開啟次數(shù)，以及隨手關(guān)門與關(guān)燈的日常習慣，最大限度的降低環(huán)境熱量浸入冷庫中。這樣也就能夠在此方面有力保障冷庫較長期限的健康節(jié)能的運轉(zhuǎn)。

1.3 冷庫設(shè)計情況

實際上可以說捕撈作業(yè)半徑與漁民生活質(zhì)量在一定程度上受到冷庫系統(tǒng)運行狀態(tài)的影響，冷庫自身運行也在能量耗費總量中占據(jù)著不低的位置，損耗較為嚴重。因此也就可以酌情從冷庫設(shè)計層面考慮，比方說適當增大冷凝器與蒸發(fā)器的換熱面積就不失為一個可行性較高的方案。又比如結(jié)合國內(nèi)外經(jīng)驗，選擇采用目前比較熱門有效的變頻技術(shù)，以此達到系統(tǒng)節(jié)能的要求。并且，海洋中海水的平均溫度大約是32度左右，相較于一般的淡水溫度也就低了不少。因而冷凝器為了提高熱換質(zhì)量實現(xiàn)節(jié)能需求，可通過海水替代淡水冷卻方式，并且冷凝器可以選擇銅鎳合金與復合銅板這種內(nèi)部材質(zhì)進一步保障其工作年限。

2 漁船制冷節(jié)能實現(xiàn)方案

通過分析漁船制冷系統(tǒng)自身工作原理，可以得知對冷庫耗費能源形成影響的技術(shù)參數(shù)主要包含了冷凝溫度、過冷度、蒸發(fā)溫度以及過熱度等等。其中就過冷度而言，自身大小基本上是受冷凝器換熱面積大小的影響，而過熱度則是由節(jié)流元件設(shè)定。冷凝溫度與蒸發(fā)溫度這兩者分別和冷凝器里面制冷劑的冷凝壓力與蒸發(fā)器里面蒸發(fā)壓力兩大技術(shù)參數(shù)相對應(yīng)。簡而言之，也就是說若能夠?qū)⒗淠龎毫?、蒸發(fā)壓力這兩者控制得當，就能夠獲得與之對應(yīng)的冷凝溫度與蒸發(fā)溫度，從而妥善處理好制冷系統(tǒng)耗能嚴重的現(xiàn)象。接下來也就從管理層面著手，圍繞冷凝壓力與蒸發(fā)壓力兩者探索冷庫節(jié)能措施。

2.1 冷凝系統(tǒng)冷凝壓力的控制

2.1.1 冷凝器壓力過大情況的避免措施

若是系統(tǒng)的冷凝壓力變大，很容易導致冷凝溫度增高的情況，從而造成制冷量降低問題，以及壓縮機軸功率增大與制冷系數(shù)減小等一系列不良現(xiàn)象。就冷凝壓力而言，能夠?qū)е缕渥兇蟮囊蛩爻酥评鋭┏渥⒘扛哌^設(shè)計值之外的原因，還有冷凝器換熱差與空氣混入制冷劑里面等等因素。

首先就第一個原因而言，當制冷劑的充注量在高于正常值情況下，冷凝壓力就會不斷增大。但是制冷劑過量的話很容易引起冷凝面積不足，那么冷凝效果也就會變差。因此需要根據(jù)要求嚴格把控制冷劑的充注量。若是充注量超出設(shè)計值，就采取補救措施，在儲液器出口回收多余制冷劑。

其次，就冷凝器換熱效果而言，其效果不佳有自身因素也有外部因素，若是冷卻海水量溫度過高或者是流量缺少都會造成冷凝器效果差，這屬于外部因素。而換熱面臟污引起的換熱系數(shù)降低則是自身因素。想要有效處理此問題，那么在制冷系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中，也就需要嚴格把控冷卻水流量，促使其在冷凝器進出口溫差維持在2度到4度間。等系統(tǒng)運轉(zhuǎn)一定時間之后，就能按照換熱效果對換熱面徹底清洗。最后就系統(tǒng)內(nèi)部存在空氣的情況而言，多是由于在制冷系統(tǒng)進行維修后，沒有徹底抽完真空，亦或是冷卻劑充注過程中不下心，都會導致空氣混入系統(tǒng)內(nèi)部。而空氣在制冷系統(tǒng)中是無法進行冷凝的，也就容易對冷凝造成更大的壓力，導致制冷量減少，而耗電量增多。由此可見，系統(tǒng)內(nèi)部存在空氣的嚴重后果，所以相關(guān)人員必須仔細徹底的排除內(nèi)部空氣。比方說，系統(tǒng)在停機狀態(tài)時，就可以依照壓焓圖與系統(tǒng)參數(shù)值兩者的比對，在壓縮機排氣口亦或是冷凝器放氣閥處操作排氣。

2.1.2 冷凝器壓力過小情況的避免措施

冷凝壓力與冷凝溫度在降低時，能夠?qū)嚎s機軸功率造成影響，導致其跟著減少，同時還有可能提高系統(tǒng)制冷量。只是冷凝壓力若是低于正常值，極容易導致經(jīng)過節(jié)流元件的制冷劑流量減少，引起蒸發(fā)器里面的制冷劑缺乏充足的流量，反而使得系統(tǒng)制冷量降低。而引起冷凝壓力不足的因素較多，其中壓縮機運轉(zhuǎn)不健康就是比較重要的原因。例如吸排出閥片若是有泄露情況，亦或是活塞環(huán)密封不夠嚴實、壓縮機不能增載等，都會引起壓縮機排壓不足。除此以外，冷凝器能力過強，比方說冷卻水溫度太低、流量太大等情況都會引起冷凝壓力降低。因此，所在系統(tǒng)運轉(zhuǎn)時，必須根據(jù)相關(guān)要求定期檢查壓縮機密封性能，認真把控冷卻海水流量情況，確保壓縮機排除壓力維持在1.7MPa數(shù)值左右，制冷劑大約44度，以此方能進一步確保系統(tǒng)健康安全又經(jīng)濟的運行。

2.2 控制制冷系統(tǒng)蒸發(fā)壓力

2.2.1 蒸發(fā)壓力過高情況的避免措施

若是蒸發(fā)壓力過高的話，很容易造成蒸發(fā)器里面的制冷劑蒸發(fā)溫度提升。這樣也就容易引起冷庫溫度與蒸發(fā)溫度兩者之間溫差小于正常值范圍。從而不僅對蒸發(fā)器換熱效果造成不良影響，還可能使冷庫溫度達不到設(shè)定值。為了確保系統(tǒng)能夠健康運行，應(yīng)該將冷庫溫度與蒸發(fā)溫度的溫差高于5度。

2.2.2 蒸發(fā)壓力過低情況的避免措施

分析制冷工作原理，可以知道基于冷凝溫度不變的條件下，蒸發(fā)壓力若是出現(xiàn)下降，蒸發(fā)溫度每下降一度，想要在獲取一樣的制冷量，所需要耗電量大約需要增大百分之五左右，從而導致壓縮機制冷效果差?？梢愿鶕?jù)故障特征，采用相對應(yīng)的方案處理妥善，保障實際蒸發(fā)溫度和冷庫溫度兩者之間差值不高于10度。比如，針對制冷劑漏失所造成的蒸發(fā)壓力低情況的處理方案。健康運行時，需要求儲液器里面的制冷液體把控在三分之一到三分之二范圍內(nèi)。又比如，因制冷劑滲透性比較強，也就使得連接部位容易出現(xiàn)泄漏情況，引起冷劑不達要求，液管也許會摻入氣態(tài)冷劑，這種情況下即便節(jié)流元件處于全開狀態(tài)，蒸發(fā)器里面的制冷劑流量還是達不到要求。從而導致壓縮機長時間運轉(zhuǎn)，嚴重時還會出現(xiàn)起停頻繁的情況，使得庫溫難以達到設(shè)計值。針對此情況，也就需要及時在壓縮機的吸入口，亦或是儲液器的進口部位等地方直接充入制冷劑，以此保證制冷劑總量達到設(shè)計要求。

3 結(jié)束語

伴隨我國遠洋漁業(yè)的快速發(fā)展，漁船動力設(shè)備改革更新的周期隨之更快了。漁船制冷的節(jié)能設(shè)計研究更是提升制冷系統(tǒng)管理水平的重要方向。通過分析漁船制冷系統(tǒng)自身工作原理，可以得知對冷庫耗費能源形成影響的技術(shù)參數(shù)主要包含了冷凝溫度、過冷度、蒸發(fā)溫度以及過熱度等等。過冷度與過熱度因自身所受限制的因素也就并不需要深入研究。而從冷凝溫度與蒸發(fā)壓力這兩個技術(shù)參數(shù)入手能夠更好的滿足制冷節(jié)能的需求。

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