利用船舶主機(jī)缸套冷卻水余熱吸附式空調(diào)研究.pdf

1、船舶柴油機(jī)余熱回收利用具有良好的應(yīng)用潛力，其中煙氣余熱己經(jīng)成功地用于漁船制冰，經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益相當(dāng)可觀。然而，遠(yuǎn)洋船舶中央空調(diào)和伙食冷庫(kù)仍采用傳統(tǒng)的蒸汽壓縮式制冷方式，吸附式制冷在船舶上的應(yīng)用還只是處在構(gòu)思和初步研究階段。船舶主機(jī)缸套冷卻水具有溫度穩(wěn)定、水質(zhì)優(yōu)良(冷卻水可以投藥處理且不定期補(bǔ)充更換，不會(huì)引起吸附床內(nèi)部結(jié)垢)等優(yōu)點(diǎn)，選取與冷卻水溫度匹配的吸附工質(zhì)對(duì)后，系統(tǒng)的制冷系數(shù)COP也能達(dá)到較高的數(shù)值。因此，本文選擇典型船舶，經(jīng)熱量衡算

2、，依據(jù)其主機(jī)缸套水系統(tǒng)的特點(diǎn)，提出利用船舶主機(jī)缸套冷卻水余熱驅(qū)動(dòng)吸附式制冷為船舶中央空調(diào)提供冷量的方案。研究的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面。
　　 1)利用船舶主機(jī)缸套冷卻水余熱的船舶吸附式中央空調(diào)系統(tǒng)及關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)。首先，客觀評(píng)價(jià)船舶柴油機(jī)煙氣及缸套水的特點(diǎn)，分析煙氣己在漁船保鮮中應(yīng)用，而主機(jī)缸套冷卻水余熱研究卻未涉及的原因。其次，以廈門船舶重工有限公司建造的4900車滾裝船為例，計(jì)算得到該輪主機(jī)缸套冷卻水可提供約2070kW的熱

3、量，以目前硅膠-水系統(tǒng)制冷系數(shù)0.3計(jì)算，約可得到621kW冷量，遠(yuǎn)大于該輪中央空調(diào)所需冷量385kW。最后，依據(jù)該輪中央空調(diào)所需冷量，設(shè)計(jì)吸附式制冷系統(tǒng)及吸附床，計(jì)算得到吸附床總換熱面積約為45.8m2，約需硅膠727kg。
　　 2)水蒸氣在硅膠上吸附等溫線的測(cè)試。設(shè)計(jì)并搭建靜態(tài)容積法和簡(jiǎn)易重量法實(shí)驗(yàn)臺(tái)，對(duì)選用四種硅膠進(jìn)行吸附水性能測(cè)試。通過測(cè)試等溫線比較發(fā)現(xiàn)，四種硅膠吸附等溫線形狀相似，呈I型特征;靜態(tài)容積法與簡(jiǎn)易重量法測(cè)

4、試所得等溫線在起始段基本重合，當(dāng)壓力P/P＞0.3時(shí)，吸附等溫線開始分離，表明隨著水燕氣壓力的增大，靜態(tài)容積法測(cè)試系統(tǒng)中水蒸氣出現(xiàn)了凝結(jié)現(xiàn)象，計(jì)算所得硅膠吸附量減小。
　　 3)對(duì)單根傳熱管建立一維穩(wěn)態(tài)模型，分析床層結(jié)構(gòu)參數(shù)改變對(duì)吸附單元溫度場(chǎng)變化的影響。本文對(duì)單根傳熱管建立一維穩(wěn)態(tài)有內(nèi)熱源模型，利用FLUENT軟件進(jìn)行傳熱計(jì)算，模擬結(jié)果顯示：a)當(dāng)硅膠顆粒填充厚度為15mm，翅片距離為5mm時(shí)，系統(tǒng)循環(huán)時(shí)間約為3000s；b)