船用转轮除湿空调系统方案的探讨

探讨转轮除湿空调系统在船舶上应用的可行性。在分析干燥剂再生温度和除湿效果的基础上,根据船舶余热的品质和船舶空调的特点,构建了一个船用除湿空调系统。该系统采用单个转轮两级除湿的方案,利用船舶余热作为干燥剂的再生热源,采用海水冷却和压缩式制冷机组冷却相结合的冷却方式,以保证送风温度的稳定。根据所确定的系统方案,建立起船用单个转轮两级除湿空调系统的实验台,用于研究模拟海洋环境下该系统的性能。     

基于溶液除湿的船舶节能空调装置

文章以船舶空调为研究对象,从绿色船舶的理念出发,提出一种利用尾气热能的船用节能空调装置。该空调系统将热负荷和湿负荷各自独立处理,热负荷由高温冷水(18℃)承担,高温冷水由船舶发动机尾气热能通过溴化锂机组制取;湿负荷由溶液除湿系统承担,除湿溶液再生循环通过缸套余热完成。该设计为舱室温度和湿度环境提供精确控制,能够克服传统空调能耗大,空气品质差等缺陷,为船舶舱室提供清新干净空气,同时可以为船舶节约燃油,也减少了大气污染物的排放。     

新风参数对船用转轮除湿空调系统性能影响的实验研究

转轮除湿空调是一种新型、节能高效的空调系统,可回收利用船舶余热,在船舶上有着良好的应用优势。本文利用所搭建的船用转轮除湿空调系统实验台,在不同新风比、新风温度的条件下对船用转轮除湿空调系统的运行性能参数：单位除湿量、系统制冷量、系统COP以及系统节能率的变化影响进行考察。研究结果表明,随着新风温度、新风比的增大,系统的各性能参数包括系统节能率均随之增大。因此,转轮除湿空调在船舶上的应用可实现船舶空调的显著节能,同时还有助于船舶空调新风比的提高,改善居住舱室的空气品质。     

基于热节点网络法的船用LNG梯级汽化器换热性能分析

将基于梯级汽化理论的LNG梯级汽化器作为研究对象，以热节点网络法为基础，利用一维数值模拟的方法，对其进行热力学分析并建立该汽化器的热阻分析模型，实现该汽化器壳体中LNG、丙烷、海水三种工质耦合换热特性的研究。本文主要研究内容包括LNG腔体、丙烷腔体内气液两相流动换热及海水腔体内单相流动换热，比较了不同LNG质量流量和不同海水质量流量分别对LNG侧及海水侧流动换热特性的影响。研究结果表明：当LNG侧质量流量在2.4kg/s、2.8kg/s、3.2kg/s、3.6kg、4.0kg/s工况下，LNG侧出口温度分别为278K、281.6K、242K、229.8K、222.5K，温度变化显著且呈现先增大后减小的变化趋势；海水侧质量流量在80kg/s、100kg/s、120kg/s、140kg/s、160kg/s工况下，LNG侧出口温度分别为278K、283.2K、287.2K、290.3K、292.2K，增幅并不明显；同时，LNG侧质量流量为4.0kg/s时，其压降为5441Pa，约为2.4kg/s工况下的2.6倍，海水侧质量流量为160kg/s时，其压降为51993Pa，约为80kg/s工况下的3.6倍，两侧压降增幅均较大。     

船舶余热梯级利用的淡水-空调复合供能系统

探讨船舶柴油机余热利用的发展潜力和当前研究现状,在此基础上根据能量梯级回收利用原则,设计一种以水/水蒸汽为单一热媒的新型淡水-空调复合供能系统,该系统包括冷却水余热回收和废气余热回收2个模块,兼具供热/制冷、制取淡水、生活用水等诸多作用。最后,对该系统进行热平衡分析,结果表明该系统可实现68.4%的余热回收量,低碳环保,节能效益显著。     

船舶SCR系统还原剂制备、存储系统的设计

船舶柴油机产生氮氧化物对大气环境造成严重污染,针对该问题,采用模块化设计一种使用AUS40船用尿素溶液作为还原剂的船舶SCR系统,还原剂系统由纯水制备模块、尿素溶解模块、尿素溶液存储模块和电控系统组成。使用该系统制备的尿素溶液质量分数始终保持在39%~41%,且能在5℃~35℃范围内长时间低温保质存储。所设计的船舶SCR系统是在常规船舶尿素的存储和液化系统上做出的优化,实现船舶SCR系统中尿素溶液的制备及长时间安全稳定保存。     

船用带经济器的离心式空调系统的理论分析与试验研究

为实现船舶空调系统的节能降耗,将带有经济器的离心式空调系统引入到船舶空调系统中。在定蒸发温度/变冷凝温度工况下,通过理论分析和试验研究,在验证带有经济器的离心式空调系统适用于船舶的同时,探究系统性能参数随冷凝温度的变化规律。结果表明:将带有经济器的离心式空调系统应用于船舶空调系统中是可行的;系统性能参数的理论模拟值和试验测得值随冷凝温度的变化趋势一致,理论值优于试验值,压缩机的排气温度和功率随冷凝温度的升高而增高,系统制冷量和制冷能效比(EER)随冷凝温度的升高而下降,EER介于6.87～10.14之间。     

船用带经济器的离心式空调系统的理论分析与试验研究

为实现船舶空调系统的节能降耗,将带有经济器的离心式空调系统引入到船舶空调系统中。在定蒸发温度/变冷凝温度工况下,通过理论分析和试验研究,在验证带有经济器的离心式空调系统适用于船舶的同时,探究系统性能参数随冷凝温度的变化规律。结果表明:将带有经济器的离心式空调系统应用于船舶空调系统中是可行的;系统性能参数的理论模拟值和试验测得值随冷凝温度的变化趋势一致,理论值优于试验值,压缩机的排气温度和功率随冷凝温度的升高而增高,系统制冷量和制冷能效比(EER)随冷凝温度的升高而下降,EER介于6.87～10.14之间。     

30万吨LNG船冷能综合利用系统设计与优化

本文以30万吨LNG动力船舶为研究对象,基于远洋船舶上空调的应用需求,通过对船舶余热与LNG冷能的研究分析,经过ASPEN HYSYS软件模拟LNG流程图,在基于对LNG冷能梯级利用的前提下,提出将烟气高温余热、缸套水余热与LNG高品位冷能进行发电和船舶空调的综合利用方案。基于设计方案的流程模拟与?分析,对工质选择进行优化,进一步釆用遗传算法进行参数匹配优化。结果表明,在满足船舶空调负荷的前提下,发电功率达到268.9 kW,系统总?效率达到47.64%。     

船舶余热回收系统技术分析

针对以动力涡轮和蒸汽涡轮作为动力设备的船舶余热回收系统，分析余热回收系统对降低燃油成本、减少CO₂排放和船舶能效设计指数的影响。文章分析了船舶余热回收系统的原理与结构组成，以及系统性能和余热回收效果，分析结果表明：船舶加装余热回收系统（WHRS）可降低燃油成本，节省燃油4%～11%；除节省燃油之外，WHRS还大大降低了CO₂、NO_X、SO_X和颗粒物的排放，同时WHRS也降低了船舶的能效指数（EEDI）。     

船舶主机废气余热温差发电的数值模拟与试验研究

为了对船舶柴油机废气余热加以利用以达到船舶节能和减少碳排放的目的，结合船舶余热的特点，开展了船舶余热温差发电的数值模拟与实验研究。采用CFD方法完成了实验装置相关参数的选择后，进一步对温差发电装置的换热过程进行模拟，并通过实验验证了模拟的正确性。最后，以MAN/B＆W41V32/40式船舶主机为研究对象，对其废气余热温差发电的性能进行了评估。结果表明，在热端平均温度为500 K，冷端平均温度为310 K，冷却水流速为10 m/s的工况条件下，设计安装的1764片温差发电片输出总功率理论上可达31.75 kW。     

舰船典型舱室气流组织数值模拟

针对舰船舱室空调系统的末端形式不同于民用建筑空调系统末端形式的特点,提出对采用布风器方式的舰船舱室的气流组织形式进行研究。采用计算流体动力学(CFD)技术,建立实船典型两人舱室的数值试验模型,根据舰船的实际边界条件对该舱室夏季设计工况和冬季设计工况下的气流组织进行数值模拟计算,并对典型截面的速度场及温度场进行分析。模拟结果表明:在夏季设计工况下,虽然布风器周围风速较高、温度较低,但舱内人员活动区域速度场分布较均匀,舱内风速小于0.3 m/s,温度场分布也较为均匀,温度约为26~27℃;在冬季设计工况下,除布风器周围风速较高、温度较高外,舱室大部分区域风速较低,小于0.2 m/s,温度约为20℃。无论是夏季还是冬季设计工况,采用布风器末端形式的典型两人舱室人员活动区域内的气流速度及温度均满足舒适性标准要求,结果验证了该典型舱室空调系统布置的合理性。     

船舶余热有机朗肯循环的方案设计及性能研究

船舶耗油量巨大,如何提高船舶能效是当前的研究热点。本文提出了采用有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)用于船舶余热回收。以6S35MC船舶柴油机作为研究对象,设计一套以废气、增压空气和缸套水为热源的ORC余热回收系统方案。在冷凝为35℃的条件下,该系统的热效率可达11.07%,净输出功率为238.65kW,■损率为336.60kW,柴油机净输出功率提高了5.97%。但该系统中缸套水的热效率较低,为此将缸套水作为预热源进行改进。改进后的系统净输出功率与原系统相比稍有降低,但在热效率和■损率等方面优于原系统。     

船舶余热有机朗肯循环的工质选择

船舶耗油量巨大且会产生大量余热和氮硫化物,为实现船舶节能减排,本文考虑使用有机朗肯循环回收利用船舶余热。但船舶余热形式复杂且温度不同,为使系统性能达到最佳,本文选取7种工质,并以MAN S35MC船舶柴油机为例,通过性能对比分析得出:相比其他工质,R601最适宜船舶余热的回收利用。在最佳工况条件下,有机朗肯循环系统回收利用船舶余热的总热效率能达到12.35%,总输出功率266.24kW,总■损率309.02kW,可使船舶柴油机的有效功率提高6.32%,这对实现船舶节能减排具有重大意义。     

船舶余热回收现状及吸附制冷应用前景

热管式余热蒸汽锅炉和热水器在船舶上已得到成功应用。渔船余热回收的吸附式制冷系统也有很大的开发潜力。文章着重介绍回收船舶尾气余热的热管蒸汽锅炉系统、吸附式制冷的空调系统、冷冻水系统、制冰系统     

利用船舶主辅机冷却水的冰区船舶空调系统设计及其能耗分析

针对船舶空调系统在冰区海域无法正常运行的问题,本文提出在一定范围内精确控制船舶主辅机冷却水的温度,将船舶主辅机冷却水与海水源热泵系统相耦合,使船舶主辅机冷却水在冰区海域可以作为热泵系统的热源,为船舶舱室供热。以2800TEU船舶为对象设计了冰区船舶空调系统,通过对船舶上层建筑的负荷计算,船舶主辅机冷却水可以为船舶舱室提供充足的热量。通过合理的使用船舶主辅机冷却水不仅可以解决船舶空调系统在冰区无法正常运行的问题,同时提高了船舶能源的利用率,也为船舶舱室提供稳定舒适的人工环境。     

应用斯特林机实现船舶废气热能利用的热电转换设备

随着国家碳中和及碳达峰战略目标的推进实施,航运节能减排的技术也被大众所关注。由于船舶机舱内部有大功率的发动机和发电机组,故在设备工作时产生的废气余热温度极高,可高达上千摄氏度。首先将废气余热通过斯特林机转化为机械能,再通过外接发电机转化为电能。整个工作过程在降低环境温度的同时产生了电能,提升废气余热的利用效率。据初步试验,在温度为433℃时即可产生约3.3 V的电能。该装置结构简单,没有复杂的机械结构,安全性较高、可靠性强,若能在船舶机舱中多设备同时使用,对于实现碳中和及碳达峰目标拥有积极的助力。     

基于两级温差发电的船舶废热回收试验研究

对于船舶柴油机而言,其所做功的30%都以废热的形式随尾气排放到了大气中。利用温差发电(TEG)技术回收船舶余热进行发电具有极其广阔的发展前景。因此提出了一种利用船舶柴油机尾气废热进行两级温差发电的新型装置。在对两级温差发电系统进行建模后,搭建了两级温差发电装置并进行了测试。理论分析和实验结果表明该装置利用温差发电技术对船舶余热回收是可行的。当热端温度达到473 K时,该温差发电实验装置可输出功率250 W,系统热效率为5.35％,相比单级TEG在相同条件下4.04％的热效率,该系统提高了32％。最后,对系统优化和装置的进一步改进进行了探讨。     

船舶主机废气余热温差发电的数值模拟与试验研究

为了对船舶柴油机废气余热加以利用以达到船舶节能和减少碳排放的目的,结合船舶余热特点,开展船舶余热温差发电的数值模拟与试验研究。采用CFD方法完成试验装置相关参数的选择,然后对温差发电装置的换热过程进行模拟,并通过试验验证模拟的正确性。最后,以MAN/BW41V32/40式船舶主机为研究对象,对其废气余热温差发电的性能进行评估,结果表明,在热端平均温度为500 K、冷端平均温度为310 K、冷却水流速为10 m/s的工况条件下,设计安装的1 764片温差发电片输出总功率理论上可达31.75 k W。     

某轮空调系统制冷效果变差现象浅析

1概述中远集装箱运输公司1432 TEU船舶,采用UAD-26FO型空调系统作为居住舱室空调系统。该系统仅配备单台制冷压缩机和送风机,无备用机组,故其制冷能力的冗余量较小。使用过程中,特别是船舶航行在夏季海域时,经常发生制冷能力不足现象,制冷效果不能满足居住舱室要求,影响船员生活。