货船空调利用柴油机缸套水余热的研究

论文摘要

节能已成为世界各国造船界和航运界研究的重要课题,它关系到节约燃料资源、环境保护以及船舶运营经济效益等问题。现役货船的空调制冷大多采用压缩式制冷机,耗电量较大,且大多船舶还在使用对大气臭氧层具有破坏作用的氯氟烃类(CFC)制冷剂。另外,船舶中央空调多采用吸入回风降低空调负荷,回风量约占总风量40%～70%,此举带来一个负面影响是空气质量降低。本文在综合大量低温余热利用技术的基础上,提出船舶中央空调取消回风,全部采用新风的思路,充分利用缸套水余热给空调进风加热或制冷,以达到节能的目的。大致方案为:冬天工况下,将经过制淡装置后的缸套水通过体积小、效率高的翅片管换热器来加热空调进风,用于冬季舱室内取暖;夏天工况下,通过管壳式加热器利用缸套水加热液态低沸点工质,采用蒸汽式喷射制冷装置解决夏季制冷。本文从以下方面对上述理论进行了计算论证:(1)从能量转换角度对冬季取暖工况方案的可行性进行计算论证,给出了关键设备—翅片管加热器的选型计算方法。(2)从能量转换角度对夏季制冷工况方案的可行性进行计算论证,给出了用于两相流换热的管壳式加热器的换热系数的计算方法。结果表明,上述两种方案从理论上讲是可行的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的意义及目的
• 1.2 国内外低温余热利用的研究现状
• 1.2.1 国外低温余热利用的现状
• 1.2.2 国内低温余热利用的现状
• 1.3 课题研究目标、研究内容和拟解决的关键性问题
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 主要研究内容及方法
• 1.3.3 拟采取的研究方法、技术路线、试验方案
• 第2章 缸套水余热用于处理空调进风的设计方案
• 2.1 取暖工况设计阐述
• 2.1.1 取暖工况设计方案原理图及阐述
• 2.1.2 翅片管换热器介绍
• 2.2 制冷工况设计阐述
• 2.2.1 制冷工况设计方案原理图及阐述
• 2.2.2 制冷工质的选择
• 2.2.3 管壳式换热器的选择
• 第3章 取暖工况理论计算模型及制冷工况理论计算模型
• 3.1 加热器选型计算模型
• 3.1.1 传热方程式
• 3.1.2 热平衡方程式
• 3.1.3 平均温差
• 3.1.4 传热系数的计算
• 3.2 制冷工况理论计算模型
• 3.2.1 蒸—喷制冷理论循环的热力计算
• 3.2.2 管内沸腾换热
• 3.2.3 管壳式换热器传热系数计算模型
• 第4章 实船案例分析
• 4.1 参数采集
• 4.1.1 实船参数采集
• 4.1.2 相关标准参数
• 4.2 取暖工况理论计算过程及结果
• 4.3 制冷工况理论计算过程及结果
• 4.3.1 蒸喷系统理论计算步骤及结果
• 4.3.2 管内沸腾换热传热系数计算步骤及结果
• 第5章 结论与展望
• 5.1 本文结论
• 5.2 论文展望
• 参考文献
• 攻读学位期间公开发表论文
• 致谢
• 研究生履历