船舶軸帶制冷壓縮機(jī)暖冰蓄冷空調(diào)方案研究

【摘要】：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,能源供應(yīng)緊張和環(huán)境污染問題也日益嚴(yán)重?？照{(diào)負(fù)荷在城市中迅猛增長(zhǎng)加劇了電力高峰不足而低谷過剩的矛盾。因此,有顯著移峰填谷、節(jié)能、環(huán)保功能的蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的研究成為國(guó)家扶持熱門課題。蓄冷工質(zhì)與蓄冷系統(tǒng)的研究也從水蓄冷、冰蓄冷發(fā)展到第三代的優(yōu)態(tài)鹽、氣體水合物(暖冰)蓄冷。陸用空調(diào)蓄冷技術(shù)的不斷成熟必將滲透到船舶空調(diào)領(lǐng)域。本文根據(jù)船舶空調(diào)的特點(diǎn)提出了船舶蓄冷介質(zhì)的要求,并對(duì)氣體水合物形成過程及特性、表面活性劑氣體水合物形成過程的影響的分析,選擇了適合船舶使用的蓄冷介質(zhì);提出了船舶軸帶制冷壓縮機(jī)暖冰蓄冷空調(diào)方案,作為蓄冷技術(shù)應(yīng)用于船舶空調(diào)的一種探索。 本文根據(jù)軸帶制冷壓縮機(jī)的原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速隨海況變化的特點(diǎn),通過對(duì)離心式壓縮機(jī)、活塞式壓縮機(jī)、螺桿式壓縮機(jī)、滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)、渦旋式壓縮機(jī)的工作特性和運(yùn)行可靠性分析,確定了不同種類壓縮機(jī)作為軸帶壓縮機(jī)的條件和適用范圍。針對(duì)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)流量、排出壓力的變化會(huì)影響制冷系統(tǒng)的正常工作的問題,提出了以軸帶壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速為控制信號(hào)的調(diào)速器控制變向變量泵流量的液壓耦合器連接方案,利用液壓系統(tǒng)的無級(jí)變速特性和良好的安全保護(hù)性能,使軸帶制冷壓縮機(jī)在主機(jī)轉(zhuǎn)速變化時(shí)仍能穩(wěn)速運(yùn)行,滿足軸帶離心式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速要求。 在分析了現(xiàn)有的多種蓄冷裝置工作特性的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種可進(jìn)行多種運(yùn)行模式下工作的新型蓄冷裝置,其優(yōu)良的蓄冷、放冷特性能夠滿足船舶各種條件下空調(diào)負(fù)荷的需要。 本文針對(duì)船舶空調(diào)工作的特殊性,對(duì)壓縮機(jī)功率、蓄冷槽的容量、空調(diào)負(fù)荷三者的匹配進(jìn)行了研究,比較全蓄冷和部分蓄冷兩種模式的綜合效果,得出了利用夜間壓縮機(jī)的富裕功率進(jìn)行蓄冷補(bǔ)充白天系統(tǒng)按常規(guī)模式運(yùn)行時(shí)制冷量的不足的部分蓄冷方案具有最佳的經(jīng)濟(jì)效益。 本文對(duì)船舶軸帶制冷壓縮機(jī)暖冰蓄冷空調(diào)方案從初投資、燃油消耗率、使用劣質(zhì)燃料、廢熱利用、裝置的運(yùn)行效率等多個(gè)方面進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性分析,分析結(jié)果表明該方案可減少初投資,運(yùn)行成本不到常規(guī)空調(diào)的一半,裝置的運(yùn)行可靠性高于常規(guī)空調(diào),有害物質(zhì)的排放量低于常規(guī)空調(diào)。由此可見,船舶軸帶制冷壓縮機(jī)暖冰蓄冷空調(diào)具有良好的應(yīng)用前景。 【關(guān)鍵詞】：軸帶制冷壓縮機(jī) 暖冰 蓄冷空調(diào) 液壓耦合
【學(xué)位授予單位】：上海海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號(hào)】：U664.86
【目錄】：

• 1 引言9-13
• 1．1 蓄冷發(fā)展的歷史9-10
• 1．2 蓄冷空調(diào)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1．3 研究蓄冷空調(diào)的目的意義11-12
• 1．4 船舶軸帶制冷壓縮機(jī)暖冰蓄冷空調(diào)的應(yīng)用前景12-13
• 2 船舶蓄冷工質(zhì)的要求與選擇13-29
• 2．1 船舶蓄冷工質(zhì)的要求13-14
• 2．1．1 船舶蓄冷工質(zhì)的熱力性質(zhì)的要求13
• 2．1．2 物理化學(xué)性能的要求13-14
• 2．1．3 安全性能的要求14
• 2．1．4 經(jīng)濟(jì)性的要求14
• 2．2 常見蓄冷介質(zhì)性能及船舶適用性分析14-29
• 2．2．1 水蓄冷及船舶適用性分析14
• 2．2．2 冰蓄冷及船舶適用性分析14-15
• 2．2．3 優(yōu)態(tài)鹽及船舶適用性分析15-16
• 2．2．4 氣態(tài)水合物(暖冰)及船舶適用性分析16-29
• 2．2．4．1 單質(zhì)暖冰形成條件和特性17-22
• 2．2．4．2 復(fù)合冷劑暖冰形成條件和特性22-24
• 2．2．4．3 添加劑對(duì)暖冰蓄冷參數(shù)的影響24-29
• 3 船舶軸帶制冷壓縮機(jī)與蓄冷器的匹配29-42
• 3．1 軸帶式制冷壓縮機(jī)的性能要求29
• 3．2 不同種類制冷壓縮機(jī)的工作性能比較29-37
• 3．2．1 離心式制冷壓縮機(jī)30-31
• 3．2．2 往復(fù)式制冷壓縮機(jī)31-32
• 3．2．3 回轉(zhuǎn)式制冷壓縮機(jī)32-37
• 3．2．3．1 滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式制冷壓縮機(jī)32-33
• 3．2．3．2 渦旋式制冷壓縮機(jī)33-34
• 3．2．3．3 螺桿式制冷壓縮機(jī)34-37
• 3．3 軸帶式制冷壓縮機(jī)與蓄冷器的匹配方案37-39
• 3．3．1 全量蓄冷方案37-39
• 3．3．2 分量蓄冷方案39
• 3．4 軸帶式制冷壓縮機(jī)與柴油機(jī)的相互耦合39-42
• 4 船舶軸帶制冷壓縮機(jī)暖冰蓄冷系統(tǒng)方案研究42-47
• 4．1 制冷系統(tǒng)方案分析比較42-43
• 4．2 蓄冷系統(tǒng)方案分析比較43-44
• 4．3 運(yùn)行模式控制44-47
• 4．3．1 制冷系統(tǒng)蓄冷運(yùn)行模式45
• 4．3．2 蓄冷系統(tǒng)放冷運(yùn)行模式45-46
• 4．3．3 常規(guī)空調(diào)運(yùn)行模式46
• 4．3．4 冷系統(tǒng)制冷與蓄冷槽放冷并聯(lián)供冷運(yùn)行模式46
• 4．3．5 制冷系統(tǒng)制冷與蓄冷槽放冷串聯(lián)供冷運(yùn)行模式46-47
• 4．3．6 制冷系統(tǒng)蓄冷和蓄冷槽放冷運(yùn)行模式47
• 4．3．7 常規(guī)空調(diào)供冷蓄冷槽蓄冷運(yùn)行模式47
• 5 船舶軸帶制冷壓縮機(jī)暖冰蓄冷系統(tǒng)的可行性分析47-60
• 5．1 運(yùn)行可靠性分析47-51
• 5．1．1 影響船舶軸帶制冷壓縮機(jī)暖冰蓄冷系統(tǒng)工作的因素48-51
• 5．1．1．1 船舶搖擺及顛簸與蓄冷系統(tǒng)工作的關(guān)系48
• 5．1．1．2 船舶搖擺及顛簸與軸帶壓縮機(jī)工作的關(guān)系48-49
• 5．1．1．3 柴油機(jī)飛車與軸帶壓縮機(jī)工作的相互關(guān)系49
• 5．1．1．4 柴油機(jī)飛車與制冷系統(tǒng)工作的關(guān)系49-50
• 5．1．1．5 蓄冷介質(zhì)自由液面與船舶穩(wěn)性的關(guān)系50-51
• 5．1．1．6 軸帶壓縮機(jī)與工作可靠性提高的關(guān)系51
• 5．1．2 軸帶壓縮機(jī)負(fù)荷變化與柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系51
• 5．2 運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性分析51-58
• 5．2．1 采用軸帶壓縮機(jī)對(duì)燃油消耗率降低的作用51-52
• 5．2．2 減少輕柴油消耗對(duì)提高節(jié)能的經(jīng)濟(jì)性的作用52-53
• 5．2．3 軸帶壓縮機(jī)蓄冷空調(diào)負(fù)荷對(duì)降低主機(jī)油耗率的作用53-54
• 5．2．4 對(duì)能量綜合利用的作用54-55
• 5．2．5 對(duì)降低柴油發(fā)電機(jī)容和初投資成本的作用55-56
• 5．2．6 對(duì)降低發(fā)電機(jī)組潤(rùn)滑油消耗的作用56-57
• 5．2．7 對(duì)避免發(fā)電機(jī)損耗、電動(dòng)機(jī)損耗的作用57
• 5．2．8 對(duì)改善工作環(huán)境和條件的作用57-58
• 5．3 軸帶壓縮機(jī)暖冰蓄冷空調(diào)與常規(guī)空調(diào)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性比較58-59
• 5．3．1 蒸發(fā)溫度與COP值的關(guān)系到58
• 5．3．2 冷凝溫度與COP值的關(guān)系58-59
• 5．3．3 制冷循環(huán)中制冷劑過冷度與COP值關(guān)系59
• 5．4 安全環(huán)保分析59-60
• 6 結(jié)論60
• 參考文獻(xiàn)60-63
• 致謝63

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