柴油機船舶制冷系統的發展前景

游軍偉

【摘 要】柴油機制冷空調系統是船舶重要的輔助設備，也是設備實現平穩運轉的重要支撐之一，對人民生活的改善和質量的提高發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境。隨著制冷和空調技術的發展，船舶的制冷和空調機組也發生了變化大，本文主要闡述了中國不同類型柴油機船舶制冷空調技術的發展和應用，展望未來的發展趨勢。

【關鍵詞】柴油機；制冷系統；發展前景

0 引言

在實踐過程中，柴油機具有較高的熱效率，因而體現出經濟性的基本特點，并且在啟動方面具有便捷性，因而可以適應各類船舶的系統，成為船舶的主要動力來源之一。到了1950年左右，柴油發動機一定程度上實現了對傳統蒸汽機的取代，需要注意的是，船用柴油機在實踐的過程當中一直發揮著推動力量的作用，通常情況下根據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，對船舶的前進發揮的基本的動力作用。

1 柴油機船舶制冷系統的發展現狀

在二十世紀七十年代之前，研究人員一直使用簡單的方法來模擬和分析空調機組的過程。早在20世紀80年代的時候，計算機和互聯網技術的進步給世界范圍內的研究產生了基本的推動作用，很多世界范圍內的研究學者開始對微分方程進行探討，并將理論廣泛應用于空調系統的模擬性能預測研究。隨著制冷系統研究的深入和互聯網科技的不斷推進，世界范圍內很多國家開始研究仿真動態和相關的技術，尤其是美國的Profimations公司，不斷加強理論研究和實踐的力度，等在設計過程系統中大量使用，取得了一些成果。在中國，清華大學等若干高校通過實驗或者是理論研究的方法，對制冷空調系統進行技術方面的探討，并且實現建模和仿真的檢驗，在空調制冷系統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過程中發揮著重要的作用，也是模擬制冷空調系統的重要技術支撐之一，對使用控制柜的試驗結果，通過模擬顯示的基本方法來實現對設備的控制，并得到相關的科學說明，為之后的實踐提供了基本的借鑒和經驗。由于它是對現代海洋工作人員海上經濟安全和高效設施的一種培訓，STOW 78/95公約中的國際海事組織（IMO）之一必須是船員培訓的必要條件之一，柴油機模擬器系統的制冷和空調系統的一般性能標準和建議標準做了非常的細化要求。

我國汽輪機模擬機研究起步較晚，情況較差，但研究起點高，所以發展很快，而汽輪機模擬機在相關設備和技術的支持下實現了齊全的仿真模型的建立和完善，制冷機組子系統的空調和建模仿真較少，不夠完善，制冷空調機組整機具有簡單性和便捷性和基本特點，世界范圍內很多知名的船商公司，都對模擬器的研發有著極高的重視程度，NORCON公司所研發和使用的模擬器由兩個冷庫子庫構成，模擬運行緩慢，相關的數值并不能及時進行顯示，達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具有先進性。現階段我國相關的研究處于起步階段，研究基礎不強，相對應的深度和廣度也達不到基本的要求，導致船舶制冷空調仿真系統建立的失敗。

2 柴油機船舶制冷系統的未來發展

上世紀末以來，我國不斷加強對船舶業發展的重視程度，這也是我國在世界范圍內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的不斷惡化，臭氧層的破壞給生態環境提出了嚴峻的挑戰，世界范圍內已經沒有綠色制冷劑替代氯氣。即使是熱力學制冷劑HCFC R22也逐漸退出歷史舞臺，雖然中國是發展中國家，但是相對于發達國家來說，這個禁令已經推遲了，但是由于出口船只數量龐大，我們船用制冷劑的更新一直處于其他行業的前列。

這些年，貨船在我國的船舶中占有很大的比重，在這種船舶上應用制冷和空調技術也在發展。為了實現務人員的質量的提升，就需要對傳統的設計方案進行基本的革新，比如高低溫圖書館的相關設施必須要隨著社會的發展進行改造，現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。在這種情況下，由于不同類型的冷藏溫度的蒸發，經常會有四五個（如魚，肉類包裝，蔬菜，奶制品庫和干糧）的冷凝單元，只需增加蒸發壓力流量，但管道上的調節器難以滿足實踐提出的具體要求，因而需要在計算機技術的基礎上實現自動控制技術的提出，將每個冷庫的溫度都控制在一定范圍之內，在既定的標準下進行工作，如設備制造商植入程序到壓縮機，壓力控制器，電流繼電器等，實現這部分設備的自我調節，進一步滿足既定的條件，并實現經濟的平穩、可持續發展，在實踐過程中發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展，但是隨著時代的發展和社會的進步，客運量正呈現出不斷增加的趨勢，這也給空調設備提出了更高要求。首先需要注意的是，不同船舶的分區具有多樣化的特點，因而傳統的直接集中式空調系統難以滿足需求，并被間接空調系統所取代。冷水用于冷卻空氣冷卻器中的空氣。這肯定會導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進行熱回收。該系統采用空調全熱交換器（焓換熱器），回收空調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中。這樣更加節能，對于空調的制冷和加熱的負荷都有效的降低。整個換熱器的熱輪是空調的所有設施中最關鍵的部分，對密封設施也提出了更高的要求。當熱輪總熱的交換效率在百分之65至百分之70時，這樣對于無線導航區豪華客輪的空調系統起到了相當高的節能作用。到目前為止，中國沒有合格的設備制造商，或主要進口。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，單管道加終端再加熱的幾個供應空調區域。

3 小結

柴油機船舶制冷和空調技術不斷發展，更加注重環保和人為的考慮。這完全符合新世紀人民的要求。總而言之，船舶的制冷和空調機組不斷更新，綠色環保的追求高效節能，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的技術未來會更加精湛。

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