柴油机船舶制冷系统的发展前景

游军伟

【摘 要】柴油机制冷空调系统是船舶重要的辅助设备，也是设备实现平稳运转的重要支撑之一，对人民生活的改善和质量的提高发挥着重要的价值和作用，一定程度上影响着工作和生活的大环境。随着制冷和空调技术的发展，船舶的制冷和空调机组也发生了变化大，本文主要阐述了中国不同类型柴油机船舶制冷空调技术的发展和应用，展望未来的发展趋势。

【关键词】柴油机；制冷系统；发展前景

0 引言

在实践过程中，柴油机具有较高的热效率，因而体现出经济性的基本特点，并且在启动方面具有便捷性，因而可以适应各类船舶的系统，成为船舶的主要动力来源之一。到了1950年左右，柴油发动机一定程度上实现了对传统蒸汽机的取代，需要注意的是，船用柴油机在实践的过程当中一直发挥着推动力量的作用，通常情况下根据功能的不同可以分为两个部分，一方面是主机，另一部分是辅机，对船舶的前进发挥的基本的动力作用。

1 柴油机船舶制冷系统的发展现状

在二十世纪七十年代之前，研究人员一直使用简单的方法来模拟和分析空调机组的过程。早在20世纪80年代的时候，计算机和互联网技术的进步给世界范围内的研究产生了基本的推动作用，很多世界范围内的研究学者开始对微分方程进行探讨，并将理论广泛应用于空调系统的模拟性能预测研究。随着制冷系统研究的深入和互联网科技的不断推进，世界范围内很多国家开始研究仿真动态和相关的技术，尤其是美国的Profimations公司，不断加强理论研究和实践的力度，等在设计过程系统中大量使用，取得了一些成果。在中国，清华大学等若干高校通过实验或者是理论研究的方法，对制冷空调系统进行技术方面的探讨，并且实现建模和仿真的检验，在空调制冷系统方面取得了显著的成就。

计算机模拟的方法在柴油机的研发过程中发挥着重要的作用，也是模拟制冷空调系统的重要技术支撑之一，对使用控制柜的试验结果，通过模拟显示的基本方法来实现对设备的控制，并得到相关的科学说明，为之后的实践提供了基本的借鉴和经验。由于它是对现代海洋工作人员海上经济安全和高效设施的一种培训，STOW 78/95公约中的国际海事组织（IMO）之一必须是船员培训的必要条件之一，柴油机模拟器系统的制冷和空调系统的一般性能标准和建议标准做了非常的细化要求。

我国汽轮机模拟机研究起步较晚，情况较差，但研究起点高，所以发展很快，而汽轮机模拟机在相关设备和技术的支持下实现了齐全的仿真模型的建立和完善，制冷机组子系统的空调和建模仿真较少，不够完善，制冷空调机组整机具有简单性和便捷性和基本特点，世界范围内很多知名的船商公司，都对模拟器的研发有着极高的重视程度，NORCON公司所研发和使用的模拟器由两个冷库子库构成，模擬运行缓慢，相关的数值并不能及时进行显示，达不到时效性的基本要求；相比之下，英国很多船商公司加大对实时性的重视程度，一定程度上在世界范围内具有先进性。现阶段我国相关的研究处于起步阶段，研究基础不强，相对应的深度和广度也达不到基本的要求，导致船舶制冷空调仿真系统建立的失败。

2 柴油机船舶制冷系统的未来发展

上世纪末以来，我国不断加强对船舶业发展的重视程度，这也是我国在世界范围内地位不断上升的重要原因之一，也不断加大制冷剂研究方面的重视程度。尤其是伴随着温室效应的不断恶化，臭氧层的破坏给生态环境提出了严峻的挑战，世界范围内已经没有绿色制冷剂替代氯气。即使是热力学制冷剂HCFC R22也逐渐退出历史舞台，虽然中国是发展中国家，但是相对于发达国家来说，这个禁令已经推迟了，但是由于出口船只数量庞大，我们船用制冷剂的更新一直处于其他行业的前列。

这些年，货船在我国的船舶中占有很大的比重，在这种船舶上应用制冷和空调技术也在发展。为了实现务人员的质量的提升，就需要对传统的设计方案进行基本的革新，比如高低温图书馆的相关设施必须要随着社会的发展进行改造，现在是选择一对冷凝单元（可承受全部冷）的常用方法，用于冷库服务。在这种情况下，由于不同类型的冷藏温度的蒸发，经常会有四五个（如鱼，肉类包装，蔬菜，奶制品库和干粮）的冷凝单元，只需增加蒸发压力流量，但管道上的调节器难以满足实践提出的具体要求，因而需要在计算机技术的基础上实现自动控制技术的提出，将每个冷库的温度都控制在一定范围之内，在既定的标准下进行工作，如设备制造商植入程序到压缩机，压力控制器，电流继电器等，实现这部分设备的自我调节，进一步满足既定的条件，并实现经济的平稳、可持续发展，在实践过程中发挥着重要的价值和意义。

虽然中国航运船舶市场还未得到充分的发展，但是随着时代的发展和社会的进步，客运量正呈现出不断增加的趋势，这也给空调设备提出了更高要求。首先需要注意的是，不同船舶的分区具有多样化的特点，因而传统的直接集中式空调系统难以满足需求，并被间接空调系统所取代。冷水用于冷却空气冷却器中的空气。这肯定会导致在中间的热损失较大，与此同时，载重量较大也给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个热交换系统进行热回收。该系统采用空调全热交换器（焓换热器），回收空调返回空气和排气冷量或热量，将新鲜空气冷却或加热到系统中。这样更加节能，对于空调的制冷和加热的负荷都有效的降低。整个换热器的热轮是空调的所有设施中最关键的部分，对密封设施也提出了更高的要求。当热轮总热的交换效率在百分之65至百分之70时，这样对于无线导航区豪华客轮的空调系统起到了相当高的节能作用。到目前为止，中国没有合格的设备制造商，或主要进口。一般客船分为客舱，船员舱，小公共场所，驾驶室和中央供气系统，单管道加终端再加热的几个供应空调区域。

3 小结

柴油机船舶制冷和空调技术不断发展，更加注重环保和人为的考虑。这完全符合新世纪人民的要求。总而言之，船舶的制冷和空调机组不断更新，绿色环保的追求高效节能，体积小，重量轻，效率更高，更易于管理。相信我国柴油机船舶制冷空调的技术未来会更加精湛。

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