船用制冷系统的经济性分析

相对蒸 汽压缩式制冷 和吸收式制冷 ， 吸附式制冷 发展历史较短 ， 技术相对欠成熟 ， 目前效率较低 、 单位 体积制冷量小 ， 应用 于船上 ， 若 其机组 几何尺 寸直接 影响到船舶机舱空 间的有效 利用． 是 ， 但 目前 在太 阳
能等新能源的开发和工业余热 、 废热等低 品位能 源利 用领域 ， 吸附式制冷 已受到国内外研究者越来越 多的
优势 ：
值， 因此 ， 近年来吸收 式制冷替 代压 缩式 制冷 的相关 研究发展迅速． 相对传 统压 缩式制 冷 ， 收式制 冷有 吸
诸多优点 ： 能减小船舶 柴油 发 电机 的耗 能 ， 在制 取相
（ ）具有 更大的温度范 围 １ 从热量利用方面来 讲 ， 于低温热 源 ， 附式 制 对 吸 冷可实现 ５ ℃ 的废热 回收 ， 吸收式 制冷 即使 采 用 ０ 而 双级循环其驱 动热 源温度 最低 也 需在 ７ ℃ 以上 ； ０ 对 于高温热源 ， 吸附式 制冷可以在不 降低废热 品位 的前 提下 ， 最高可 实现 近 ５ ０ 的废 热 回收 ， ０％ 而吸 收式 制
关注 ， 与传统蒸汽压 缩式制 冷相 比 ， 附式 制冷 可有 吸 效 回收船舶余热 ， 改变船 舶动力 装置 、 不 能节约燃 料 费用 、 且运行费用低廉 ， 特别适合中小型船舶 制冷 ， 此 外， 因系统采用环境 友好型制 冷剂作为工作 介质 （ 如 水、 、 氨 甲醇 、 乙醇 、 二氧化 碳等 ） 具有臭 氧消耗 系数 ， （Ｄ ） Ｏ Ｐ 和温室 效应 系数 （ ＷＰ 均 为零 的环保 优点 ， Ｇ ） 符合 当前 的环保要求 ．
随着船 舶承载吨位 的增加 ， 船用柴油机功率也 随之不 断增大 ， 其尾气排放 中可 以利 用 的余 热也 越来越 多 ，
且尾气温度高 达 ２０【 ５０ ， 有非 常高 的利用 价 ０ｃ－ ℃ 具 ：０
在余热利用方面 ， 固体 吸附式制冷技术与 同样采
用低 品位热 能驱动 的吸收式制冷技术相 比， 具有 以下
计 、 热器结 构设 计 、 临界循 环特性 研究等 方 面进 换 跨 行了有益探讨 ． 所有 这些 技术进 步 ， 未 改变 船 还 用蒸汽压缩式制冷系统的固有特性 ．
１２ 吸收式 余热回收制冷 系统 ．
吸 ， 吸出的蒸汽在 冷凝器 中放 出热量凝 结成 液体 ； 解
冷却 吸附剂可使得 吸附剂重新恢复吸附能力 ， 通过吸 附作 用使 得蒸 发器 中的制 冷剂 液体 蒸 发 ， 而 实现 从

同温度 的等量冷媒水 时 ， 只需消耗 少量 电能 ， 降低 在
船舶运营成本 的同时避免船舶 电站负荷紧张 ； 工质对 性能稳定 ， 不会分解产生有害物质 ， 环保性能好 ； 机组 振动小 、 噪声低 ， 运行平稳 可靠 ， 操作 简单． 因具 有 以 上优势 ， 国、 美 日本 和俄罗斯 等 国都在积 极致力 于船
正常运行 ； 另外 ， 化锂 吸收制 冷机组 中 以水 作为 制 溴 冷剂 ， 仅适合空调工况 ， 无法实现船舶冷库冷藏保 鲜 ， 因此 ， 船用 吸收式制冷 系统 中工质对偶配 的问题有 待 进一 步深入研究 ， 否则直接影 响到吸收式制冷 的实 船
应用步伐．
讲， 吸附式制冷 可 以满足 船舶冷冻 、 冷藏 、 空调 、 热泵
许多场合 已逐渐成 为蒸汽 压缩式 制冷技 术 的强 有力 竞争对手 ， 特别是一些具有余热 的工业场所 已取代蒸
汽压缩式制冷技术 ． 与蒸汽压缩式制冷不 同 ， 吸收式制冷是靠消耗热
能来完 成热量从低 温物体 向高 温物体 转移 的非 自发
过程． 船用吸收式制冷 系统利 用船舶 余热 进行驱 动 ，
从 吸收器进入蒸发器 ， 从而污染制冷剂 以致系统不 能
冷 因考虑腐蚀 问题 ， 对于过高温热 源只能在 品位 降低
后才可安全使用． （ ）具有更广泛 的应用场所 ２ 吸 附式 制冷 系统 无任 何运 动部 件 ， 抗振 动性 能 好， 能适应倾斜 、 旋转等场合 ， 其应 用几乎 不受地 点限 制． 该制冷系统对船舶摇摆 、 潮湿、 曝晒等恶劣条件具 有较强 的适应能力 ， 特别适合船舶尾气余 热的 回收利 用， 若采用常规 的吸收式制 冷系 统 ， 震动 和颠簸 会使 吸收式制冷系统 的液位 波动 ， 成制冷 剂 的污染 ， 造 严 重时将致使机组 不能正 常运行 ， 此外 ， 制冷温 度来 从
２ 第三期 ２ １ ４ ０ １年 技术篇
吸附式制冷 机组结 构简单 、 运行可 靠 、 维修 费用
低 ， 噪声 、 污染 ， 无 无 不需要吸收式制冷所必需 的溶液
泵或精 馏装置 ， 也不存在盐溶液 的高温腐蚀和结 晶等 问题． 然而 ， 与吸收式制冷技术一样 ， 腐蚀现象也是船
等多工 况需求 ． （ ）系统较 为简单 ３
１ ３ 固体 吸附式余热 回收制冷 系统 ． 固体吸附式制冷是 一种 以热能作 为驱 动力 的新 型绿色制冷技术 ， 该制冷技术利用 固体 吸附剂在 不 同 温度下对气体吸附质 的吸 附和解 吸作 用驱 动制冷 循 环， 其制冷原理是 ： 固体 吸 附剂 对某 些制冷 剂蒸汽 具 有吸附能力 ， 热吸附剂可使得 吸附剂 中的制 冷剂解 加
制冷 ．
随着能源消耗量 的急剧 增加 和环境 污染 的 日益 严重 ， 人们对环境保 护和能源利用 的认识 有了进 一步 的提高． 利用热能作为基本动力的吸收式 制冷技 术又 得到 了关注． 别是 以溴 化锂． 为工 质 的吸收 式制 特 水 冷技术 已在陆用制冷空调领域得到 了广泛的应用 ， 在
用 吸收式制冷技术余热 回收 的开发和实船推广 ．
但 吸收式制冷 系统用 于船舶 制冷 时也存在 很 大 的不足 ， 发生器 、 冷凝器 、 蒸发器和吸收器运行时 的 自 由水平 面 ， 不适宜 船体 的颠簸运 动 ， 特别 是 当船舶 大 幅度摇摆或倾斜时 ， 溶液容易从发生器进入冷凝器 或