船用柴油机余热制冷方式比较研究[论文+开题+综述]
船舶柴油机余热利用技术研究
理论与方法242 2015年24期船舶柴油机余热利用技术研究朱佳伟重庆交通大学,重庆 400074摘要:目前,能源问题已经成为了现今工业发展、建设的重要问题。
在这种情况下,世界各地也积极进行了相关节能技术的开发与研究。
其中,船舶航运是能源消耗的大户,更是需要做好节能技术的应用与开发。
在本文中,将就船舶柴油机余热利用技术进行一定的研究与分析。
关键词:船舶柴油机;余热利用技术中图分类号:U664.121 文献标识码:A 文章编号:1671-5780(2015)24-0242-011 引言随着我国社会水平的提升,工业技术的发展,我国对于能源也具有了更高的需求,并因此使能源危机出现了加剧的情况,无论是生态、环境还是油价问题都在逐渐加剧。
在世界范围内,各个国家在对能源替代品进行积极寻找的同时也更加重视节能新技术、途径的开发与研究,而我国也将节能型经济发展作为了我国未来经济发展的重要对策。
在我国各大能源运用行业中,船舶航运可以说是对能源进行消耗非常重要的一方,其在近年发展的过程中也对节能技术引起了充分的重视,而国际海事组织也对船舶能效设计系数以及运营指数实施时间表进行了明确的制定,要求船舶航运业、制造业都能够对船舶节能技术引起充分的重视。
对于船舶柴油机来说,其在运行过程中有50%的热能损失,求中,被冷却水带走的热量至为20%,被废气带走的热量值为25%,其他热量损失为5%。
在近年来技术的研究中,专家发现这部分被废气带走的热量具有着非常高的回收利用潜力,具有非常高的利用价值。
2 废气余热利用技术2.1 废气余热动力回收废气锅炉以及废气涡轮增压器是现今应用较为广泛的方式,通过船舶柴油机排除的废气驱动涡轮带动压气机的增压方式共同对废气涡轮增压系统进行了构成,且增压器由压气机以及废气涡轮机两部分组成,共同称之为废气涡轮增压器。
对于该设备来说,船舶在排除废气后,由这部分废气对该涡轮机进行驱动,之后再通过其带动同轴压气机对空气进行压缩,以此在提升船舶柴油机运行功率的基础上使其在运行过程中能够具有更好的经济性,并因这部分特点使其在现今商船运行中获得了较为广泛的应用。
柴油机余热驱动吸收式制冷的应用研究
( ) 油机 排 烟 的 热 量 3柴
K A 1 型柴油机的功率为3 0 w T 一9 6 k ,该工 况时燃油耗率为 2 5 /wh 故该机每小时耗油量为7 .k/, 1 k ., g 7 g 燃烧 1 g 4 h 燃油所需 k 的空气量 为2. , 5 每小时产生 的排烟为2 6 .8k/ , 7 0 6 g 每小时 5 h 排烟可利用 的热量为6 0 7 . k, 当于1 1 w 5 927 J 相 8 。计算如下式 : k
k/gK : Jk . 、
11 柴 油 机 的 烟 气 热 .
Q = w wt一1 40 ×(3 7 ) 42 4 5 2 /= .k w G C ( t = 2 0 9 — 0 × .=0 70k h 12 w 2 ) J 17
10℃ ) 5 ;
量随尾气与冷却介质散发进大气 , 按照有效功 和各种损失的数
量 分配 来 研 究 燃 料 中 总 热 量 的 利 用 情 况 ,称 为 柴 油 机 的热 平 衡 。燃 料 的 总热 量 由 四部 分 组 成 , 全 负荷 工 况 下 , 油 机 热 在 柴
平衡方程式各部分组成的数值如表 1 所示 :
G = ee 30×2 5 74 0 /= 7 C eP g= 6 1= 7 0 } 7 .k h gl 4
Q =L+ )e =2 . 1 g f 1 ( 7 )×7 .X3 5 6 0 7 . k/一 1 1 w G q 5+ 74 1 = 5 927 J h 8 k
转 为 有 效 功 的 热量 Q e 废 气 带走 的 热 量Q t
油机零部件的低温腐蚀。为防止低温腐蚀 , 排人大气 中的废气
船舶柴油机余热利用技术研究
船舶柴油机余热利用技术研究船舶柴油机的余热利用技术研究引言:船舶柴油机是船舶动力系统的重要组成部分,其燃料消耗和排放一直是船舶领域的关键问题。
柴油机工作过程中产生大量的余热,如果能够有效利用这些余热,不仅可以提高柴油机的热效率,还能降低船舶的燃料消耗和环境污染。
因此,船舶柴油机余热利用技术的研究具有重要的理论和实际意义。
一、船舶柴油机余热利用技术的分类船舶柴油机的余热利用可以分为直接利用和间接利用两种方式。
1.直接利用:直接利用是指将柴油机排出的高温废气、冷却水等直接用于船舶其他舱室的供暖、制冷、干燥等用途。
直接利用的优点是简单、经济,但由于余热温度较高,需要进行一定的热量调整和转换,以适应不同的用途。
2.间接利用:间接利用是指将柴油机产生的余热通过换热器转移到其他工质上,例如柴油机的废热可以通过换热器加热,产生蒸汽或热水用于动力推进、供暖和发电等。
间接利用的优点是利用余热的方式更加多样化,适用性更广。
但间接利用技术相对复杂,需要进行换热器的设计和安装。
二、船舶柴油机余热的直接利用技术1.船舶供暖系统的设计:船舶供暖系统是船舶柴油机余热直接利用的一种常见方式。
通过将柴油机排出的高温废气和冷却水导入供暖系统,可以提供船舶舱室的供暖需求。
这种直接利用技术具有简单、经济的优点,但需要注意柴油机排出的废气和冷却水的温度、流量等参数的匹配,以保证供暖效果。
2.污水处理系统的设计:船舶柴油机的冷却水在船舶运行过程中会产生大量的污水,通过对这些污水进行处理和利用,既可以净化环境,又可以实现能源的再利用。
目前,船舶上常见的污水处理技术有生化法、物理化学法和膜分离法等,这些技术可以有效去除冷却水中的杂质和污染物,进而利用其余热用于船舶其他用途。
三、船舶柴油机余热的间接利用技术1.蒸汽发生器的设计:通过柴油机的废热产生蒸汽,可以应用于船舶的动力推进、供暖、发电等方面。
蒸汽发生器的设计需要合理安排换热面积和流体流动速度等参数,以确保蒸汽发生器的热量转换效率和稳定性。
船舶柴油机余热利用技术研究
船舶 的能量 利用 效率 ,是 船舶制 造商 、运 营商 和海 事组 织等 都十分 关 心的 问题 … 。
1 国 内外 船 舶 柴 油 机 余 热 利 用技 术
研 究现 状
1 1 国外船 舶柴油 机余 热利 用技 术研 究现状 . 上世 纪 7 0年代 末 ,A B公 司 首先 提 出 了大 型 B 船 舶上 柴油 机排 气 能 量 回收技 术 ,并 于 1 8 9 5年 到 19 间在 发 动 机 上 安装 了 超 过 10台 动 力 涡 轮 9 4年 3 以 回收船 用二 冲程 和 四冲程 柴油机 排气 中剩 余 的能 量 。A B公 司 2 0 B 0 5年 开 出新 一 代 P L 2 0系 列 动 T 30 力 涡轮 ,其带 动发 电机 可 以输 出 10 3 0 k 电 5 0~ 2 0 w
Ke wo d y r s:ma ie d e e n i e; s e t e o e y s s m ;p r r n e;e o o c p r r a c r is le gn wa t h a c v r y t n e r e e oma c f c n mi ef m n e o
第3 4卷 (0 2 第 5期 2 1)
柴 油 机
Di s lEn i e ee gn
…
…
一
; 相关技术 ;
… … 一 一
船 舶 柴 油 机 余 热 利 用 技 术 研 究
吴安 民, 周伟 中
( 海沪 东重机 有 限公 司 ,上海 2 0 2 ) 上 0 19
摘 要 :介 绍 了国 内外船 舶 柴油机 余热利 用技 术研 究现状 ;设 计 了柴 油机 余 热利 用 系统 ,并 对 系
a r a si t d c d b o d i nr u e .A HR s s m sd s n d t e o e e w s e t r m r ed e e n i e o W y t wa e i e r c v r h a t h a o ama i is l gn , e g o t e f n e
对船舶余热吸收式制冷空调的研究
对船舶余热吸收式制冷空调的研究张良 陈兵【摘 要】船舶余热吸收式制冷较传统蒸汽压缩式制冷有着诸多优势,主要体现在成本、能源利用效率以及碳排放等方面。
本文将简单分析船舶余热吸收式制冷空调的可行性,研究其在实际应用时面临的问题,并就相应空调系统的构建展开探讨。
【关键词】船舶;余热吸收式制冷空调;设计作者简介:陈兵,本科,江苏兆胜空调有限公司,工程师,副所长;张良,本科,江苏兆胜空调有限公司,工程师,副所长。
空调通风系统是船舶系统的重要组成部分,直接关系着船上人员居住环境舒适度以及传播性疾病的防控等。
而在现代海上运输事业飞速发展的大背景下,船舶数量不断增大,船舶运输量也显著扩增,使得海洋污染问题越来越严峻,因此必须对传统的污染较为严重的船舶空调通风系统进行优化和完善。
其中余热吸收式制冷空调是具有高度可行性、能源利用效率高、环境污染小的全新空调技术,其对船舶空调通风系统的优化升级有着重要意义。
一、船舶余热吸收式制冷空调可行性研究船舶余热吸收式制冷空调是将氨水溶液作为工质,其中氨作为制冷剂,水用作吸收剂。
其原理在于液体气化吸热,由通过吸收器-发生器组的作用完成制冷循环的制冷机完成制冷。
以氨水溶液作为工质,其中低沸点组也就是氨作为制冷剂,利用其蒸发进行制冷;而高沸点组也就是水被用作吸收剂,利用其对制冷剂蒸汽进行吸收,实现工作循环。
一般船舶氨水吸收式制冷机的发生器上部装有精馏塔和分凝器,用于提升氨蒸气纯度。
虽然氨水吸收式制冷机设备较为笨重,但是现代船舶的大型化发展较为普遍,船舱中已经有了条件布置复杂的制冷机设备。
船舶上余热丰富,主要表现为柴油机排气以及缸套冷却水两种形式,这些余热可以被特制的制冷机吸收并通过固体吸附的方式实现制冷。
在制冷原理得以有效实践的基础上,还必须确保余热量足够,能够满足船舶制冷需求。
由于船舶主机通常是使用超大功率柴油机,其排烟温度能够达到300℃以上,甚至可以达到450℃,同时其冷却水温度也可达到80℃左右。
船舶柴油发电机组余热冷却系统设计
柴油机DiesT Engine第43卷(2021)第1期Vol.43(2021)No.1CH?*:3-0-*:3-0-*:3-0-*:3-0-*:3-0-*:[系统与附件1LXK;»<K;»<K;»<K;»<K;»<K;»S-«^船舶柴油发电机组余热冷却系统设计王磊,闫家宽,王在(七一一研究所,上海200090)摘要:针对船用柴油发电机组在停机后仍有大量热量辐射至机舱,严重影响机舱舒适性的问题,以某型船舶柴油发电机组为对象,设计了一套余热冷却系统,在柴油发电机组停机后对缸套等高温部位进行冷却。
经相关试验验证:该冷却系统可有效降低柴油发电机组停机后的温度,且具有操作简单,维护方便,自动控制等特点。
关键词:柴油发电机组;余热冷却系统;换热器中图分类号:U664.5文献标识码:A文章编号%1001-357(2021)01-0042-04Design of the Exhaust Heat Cooling System for Marine DieseS GenseheWang Lei,Yan Jiakuan,Wang Zai(Shanghai Marine Diesel Engine Research Institute,Shanghai200090) Abstract:Lots of exhaust heat radiates to the engine room when the mtne diesel gensets shut down,which may badly influence the comfo7of the engine room.A set of exhaust heat cooling system was designed for a type of marine diesel gensets,which can coot the highCemperature pats,such as cylinder liners,as the marine gensets shut down.Tests show that thp cooling system can Sfectivefy reduce the /mperatue of the dPsS gensets as th—shut down,and featues simple operation,easy main/nanco and automatically control.Key words:diesel gsisS;exhaust heat cooling system;heat exchanger0引言柴油发电机组长时间运行后温度较高,当机组停止工作后,仍然有大量热量逐渐释放到船舶辅机舱内,致使数小时内机舱温度居高不下,极大影响了机舱内部的舒适性。
现代船舶柴油机动力系统的余热利用探究
现代船舶柴油机动力系统的余热利用探究摘要:近年来,随着油价的不断上涨,燃料费成为了现代船舶运输成本中支出最大的项目之一。
减少燃料消耗也成为了评定船舶动力装置好坏的重要指标之一。
正因如此,在现代船舶动力系统中,对柴油机废弃能量的再利用一直是其非常重要的部分。
本文将介绍一种新的余热利用方式,并对柴油机动力系统的余热进行简要的分析,同时计算该系统的收益情况,对安装该系统是否可以提高动力效率以及减少二氧化碳的排放量进行探究。
关键词:余热利用;船舶柴油机;动力系统;热效率系统现代船舶的主要动力来源就是石油燃料,对于运输型的船舶来讲,降低对燃料的消耗量,提升动力装置的经济性非常重要。
从上个世纪七十年代开始,石油危机就开始出现并愈趋严重。
燃油费在船舶运输成本中的所占比例也越来越高。
因此,提高船舶动力装置的经济性也成为了造船行业所研究的重要方向。
柴油机因为其功率广、经济性好以及机动性强等特点,逐渐被广泛的用作船用发动机。
拒不完全统计几乎所有的船舶都是利用柴油机作为动力装置。
因此,提高船舶柴油机的节能性不但可以节省运输成本同时也具有节能减排的效用。
一、系统的概念以及组成(一)柴油机动力系统中的余热主要包括哪几部分柴油机动力系统中的余热主要是柴油机排气中带的热量,它大概可以占到总废热的50%,同时也占到整个燃油燃烧所释放能量的25%。
除了它之外,柴油机冷却水所带走的热量也是余热的主要构成之一。
对于现代船舶的动力装置而言,通常可以把它分成高温淡水(温度通常在90 到95℃)以及低温淡水(温度通常在50到70℃)这两个系统。
除了上述两种构成余热的部分热量之外,还有因增压空气产生的热量。
(二)热效率系统的概念以及组成现如今,高效型的柴油机得到了广泛的应用,这种柴油机并不会产生很高的废弃温度。
一般来说,它产生的热量仅仅可以供废气锅炉产生蒸汽。
而现如今对其提出了新的应用方案,就是利用废弃旁通装置对,主机中废弃热量的应用途径进行重新分配(使其从大量的低温变成少量高温)。
渔船柴油机尾气余热利用探讨
机 自身散 热等 带走 。其 中尾 气带 走热 量约 占燃 油总热 值 的 3 5 %…。尾气在排气 口温度高达 5 0 0  ̄ ( 2 以上 ,驱动废气 涡轮
增压器后 , 温 度 仍在 4 0 0  ̄ C 左 右 。尾 气 成 分 主 要 由二 氧 化 碳 、
( 1 ) 氨 吸 收 式 制 冰 氨一 水 工 质 对 吸收 式 制 冷专 利 产 品在 1 8 6 0年 就 已 问世 1 6 1 。
入发 生器 和精 馏器 ,开 始新 一 轮 循 环 I 7 , 。
尾 气 出增 压 器 后 , 温 度 仍 高 达 3 0 0 ̄ C以上 ,仍 可 利 用 废 热 锅 炉 生 产 蒸 气 用 于 发 电 ,再 用 电力 制 冷 或海 水 淡 化 ,但 对
中小 型渔 船而言 ,有相 当的难度 。 目前部 分渔 船利用尾气加 热废热锅 炉和烘箱 ,为船 员生活提供蒸气 和热水及用来干燥
3— 06— 1 9 收稿 日期 : 2O1
果 。我 国 2 01 1年海洋捕捞渔船约有 3 0 . 2 6万艘 ,年消耗柴
油约 8 2 0万 t l 2 l ,若 柴 油机 热 效 率 平 均值 以 0 . 3 5计 ,则 尾 气
所携 带的热 量相 当于 : 2 9 0 . 5 t 燃油所含热值 。 回收渔船柴 油机 尾 气中的热 能 ,对节能、减排和环保具有重要意义 。
二 、 渔 船 柴 油 机 尾 气 余 热 利 用
1 . 废 气 涡轮 增 压 器
2 )船 用氨一 水吸收式制冰原理
制 冷 基 本 工 作 循 环 是 由发 生 、分 离 、冷 凝 、节 流 、蒸 发 、
吸收及回热等过程组成 ,见 图 1 。用尾 气加热发生器 中的浓
船舶柴油机余热的分析及利用
节能减排是中国经济和社会发展的长期战略方针,也是一个非常紧迫的任务。
通过回收废热来减少能源消耗,对我国实现节能减排的发展战略和环境保护具有重要的现实意义。
同时,余热的回收利用对改善工作环境、节约能源、降低生产成本等方面起着无可比拟的作用,已经成为能源利用不可忽略的一部分。
在船上,余热的使用大致分为两个方面:一方面是用于加热,比如船员的生活热水,冬天机舱、油箱的加热和保温,远洋船舶的海水加热蒸馏制淡水等[1]。
1余热的定义和特点余热是指生产过程中释放出来的可被利用的热能。
主要有高温废气等,余热的利用可以通过余热锅炉产生蒸汽,推动热能做机械功或发电,也可用来供暖或生产热水[2]。
余热有品质高低之分。
根据“按质用能,各用其所”的原则,如果需要产生动力,应该使用较高品味的余热。
如果将高品位余热用于加热,则会导致“大材小用”不合理现象。
反之,若将低品位余热用于做功,则也是一种‘能质’不匹配的现象。
同时在使用热能的过程中,也要遵循“按质供能,能质匹配”的原则,在热能供需过程中,不仅做到数量相等,更重要是在质量上合理搭配[3-4]。
2船舶柴油机余热构成及分析2.1柴油机余热构成2.1.1废气余热船舶柴油机是船舶在海上航行的动力源,它排放的废气余热将近占总热能的40%。
其排出的废气余热温度在350℃-410℃之间,如果直接排放到大气中,会大量浪费没有经过利用的热能[5]。
1)柴油机排气热的总量为:Q=C T P ·M ·T 2-C T P ·M ·T 1式中:Q ———柴油机排气所含的热量;C T P ,C T P ———分别为烟气在温度为T 1、T 2时的定压比热KJ\Kg ·K;M———为排烟的质量Kg;T 2———为废气涡轮增压器涡轮出口温度;T 1———为环境温度。
综上所述,柴油机排气量愈大,排气温度愈高,废气热量就愈多。
因此,若要减少排气热,可以通过减小排气温度,降低过量空气系数。
船舶柴油机余热的分析及利用
提高经济效益:余热利用可以提高船舶的经济效益,减少运营成本,提高船舶的竞争力
降低燃油消耗:减少柴油机余热损失,提高能源利用效率 减少温室气体排放:利用余热进行发电或供热,减少对环境的影响 提高船舶运行稳定性:余热利用可以改善船舶热工况,提高运行稳定性 延长船舶使用寿命:余热利用可以减少船舶各部件的磨损,延长使用寿命
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船舶柴油机余热利用将与新能源技 术相结合,推动绿色航运发展
政策法规将推动船舶柴油机余热利 用的发展,促进环保和可持续发展
PART SEVEN
船舶柴油机余热利用的潜力巨大,具有较高的经济和环保价值。
不同船舶柴油机余热利用方案具有不同的优缺点,需根据实际情况进行选择和优化。
案例三:余热驱动的 船舶空调系统
案例四:余热驱动的 船舶生活热水系统
效果评估:提高能源利 用效率,降低运营成本, 减少环境污染
提高能源利用效 率:通过余热利 用技术,提高船 舶柴油机的能源 利用效率,减少
能源浪费。
降低运营成本: 余热利用可以 降低船舶运营 成本,提高经
济效益。
环保减排:余 热利用技术可 以减少废气排 放,降低对环 境的影响,符 合环保要求。
促进可持续发展:余热利用符合可持续发展的理念,有助于保护环境,促进经济、社 会和环境的协调发展。
提升船舶性能:余热利用可以提高船舶的性能和效率,使其更加环保、高效。
减少燃料消耗:余热利用可以降低船舶柴油机的燃料消耗量,从而降低运营成本
提高能源利用效率:余热利用可以充分利用能源,提高能源利用效率,进一步降低运营成本
船舶柴油机余热的分析及利用
加强国际合作与交流的措施
建立国际合作平台,促进各国之间的技术交流与合作 参加国际会议和展览,了解最新的技术和发展趋势 与国际知名企业和研究机构建立合作关系,共同研发新技术和产品 引进国际先进的技术和设备,提高国内船舶柴油机余热利用的水平
PART 06
船舶柴油机余热 利用的未来展望
未来技术的发展方向
采用余热回收系统 :采用余热回收系 统,将余热转化为 电能或其他可用能 源
加强维护和管理:定 期对船舶柴油机和余 热回收系统进行维护 和管理,确保余热回 收效率
推进余热利用产业发展的政策建议
制定相关政策,鼓励企业投资余热利用技术研发和设备制造 提供税收优惠和财政补贴,降低企业投资余热利用项目的成本 加强余热利用技术的研发和推广,提高余热利用效率和可靠性 建立余热利用标准和规范,确保余热利用项目的质量和安全
船舶柴油机余热 分析及利用
汇报人:
目 录
01 添 加 目 录 项 标 题
02 船 舶 柴 油 机 余 热 来 源 及 特点
03 04 船 舶 柴 油 机 余 热 利 用 技 术
船舶柴油机余热利用的 应用场景
05 06 船 舶 柴 油 机 余 热 利 用 的 挑战与对策
船舶柴油机余热利用的 未来展望
余热利用方式:热交换、 热电转换、热泵等
余热利用设备:热交换器、 热电转换器、热泵等
余热利用效果:提高能源 利用率,降低能耗成本, 减少环境污染
余热利用效率提升方法
优化设计:改进余热回收系统,提高余热利用效率 采用高效换热器:提高换热效率,降低换热损失 采用热泵技术:提高余热利用温度,扩大余热利用范围 采用智能控制技术:实时监测余热利用情况,优化余热利用过程
船舶加热系统:利用余热 为船舶提供热水和供暖
船用柴油机冷却系统研究与优化
船用柴油机冷却系统研究与优化一、船用柴油机冷却系统简介船用柴油机是船舶中最为常见的动力装置之一,而冷却系统则是保证发动机正常运行的关键。
冷却系统的主要作用是将产生的热量带走,避免发动机过热而造成损坏。
船用柴油机的冷却系统主要由冷却水箱、水泵、散热器、水管以及水箱处的冷却水管等组成。
二、船用柴油机冷却系统的问题对于船用柴油机而言,冷却系统存在以下几个问题。
1. 冷却剂泄漏冷却系统中的冷却剂泄漏是一个常见的问题,可能会导致温度过高、损坏部件等问题,甚至会使整个系统失效。
2. 冷却塞塞住冷却塞是冷却系统中的一个重要部件,但是它会因为冷却液中的杂质或沉积物堵塞,导致冷却液无法正常流动,从而影响发动机正常运行。
3. 温度过高温度过高会对发动机造成损坏,比如增加磨损、生产噪音、造成漏油等。
而冷却系统存在问题,就可能会导致温度过高。
三、船用柴油机冷却系统的优化为了解决上述问题,可以对冷却系统进行优化。
1、改进冷却塞为了避免冷却塞堵塞,使用高质量的冷却液和保持干净的冷却塞是非常重要的。
此外,使用专业的清洗液或手动清洁冷却塞并更换有质量保障的冷却塞也是可以考虑的。
2、更换散热器散热器是冷却系统中最为重要的部件之一,散热器的散热效果直接决定了发动机的运行温度。
因此,应选择散热效果好的散热器,并及时更换老化散热器。
3、进行定期维护冷却系统是一个必须要定期维护的部分。
每年检查冷却系统并冲洗冷却液,会有助于保持冷却系统的正常运行。
4、使用防锈液在海上环境中,发动机易受到潮气、海水的腐蚀。
为了保护发动机,船用柴油机的冷却系统应使用防锈液,以延长冷却系统的使用寿命。
四、结论船用柴油机的冷却系统是保证船舶正常运行的重要部分,其正常运行对船舶的安全运行至关重要。
在实际运用中,船用柴油机冷却系统也存在一些问题,可以通过更换散热器、改进冷却塞、定期维护等措施进行优化。
通过这些措施的优化,可以有效解决船用柴油机冷却系统中的问题,有助于保障船舶的正常运行。
开题报告-船舶柴油机冷却水温控系统的设计
开题报告-船舶柴油机冷却水温控系统的设计开题报告电气工程及自动化船舶柴油机冷却水温控系统的设计一、综述该课题国内外的研究动态,说明选题的根据和意义:柴油机工作时的燃气温度高达到1900℃左右,使与燃气直接接触的气缸盖,气缸套、活塞、气阀、喷油器等部件严重受热。
严重的受热会使材料的机械性能下降,产生较大的热应力与变形,导致上述部件产生疲劳裂纹或塑性变形;同时会破坏运动部件之间的正常间隙,引起过度磨损,甚至发生相互咬死或损坏事故;另外,燃烧室周围部件温度过高会使进气温升过大,密度降低,减少进气充量;增压后的空气温度也将升高,并影响进气充量;随着柴油机的运转,润滑油的温度也逐渐升高(冷却活塞的润滑油和润滑摩擦表面的润滑油),粘度下降,不利于摩擦表面的油膜的形成,甚至失去润滑作用。
综上所述,为了保证柴油机可靠而又经济的工作,必须对柴油机受热零件、增压空气、润滑油进行适当冷却。
船舶柴油机冷却水的温度是影响船舶柴油机正常工作的重要参数。
冷却水温度过高或过低对其正常工作都有不利影响。
柴油机冷却水温度过高会加速零件磨损,使得零件配合间隙被破坏,强度下降,还会使得气缸内充气量减小,功率降低。
柴油机冷却水温度过低也会加速零件磨损,导致输出功率减少;使得热损失增加,导致燃料消耗量增大;还会使得汽缸温度过低,使得汽缸壁受到腐蚀;同时会导致燃烧恶化,致使柴油机整机性能变坏。
综上可知,保证柴油机冷却水的温度在最佳工作范围有利于提高柴油机的动力、减少废气产生、减少燃料消耗。
因此,精确控制冷却水的温度具有重要意义。
船舶柴油机冷却水温控系统在20世纪取得了飞速发展,经历了直接作用式、气动式、电动式和电子式的发展历程。
直接作用式方式是利用温压元件,将温度信号转换成压力信号,用压力信号来控制冷却水的温度。
该方式对温压元件的密封性要求很高。
气动式方式是利用感温元件和温度变送器将温度信号转转为气压信号,然后用气压信号去控制冷却水温度。
这种方式对运送和储存气体的管道的密闭性也有很高要求。
关于船舶柴油机冷却水温度控制系统的研究与设计
关于船舶柴油机冷却水温度控制系统的研究与设计摘要:船舶柴油机作为主推进动力装置,它具有多变量、多输出、大惯性和运行工况复杂等特点,它的工作状况的好坏会直接影响船舶自身以及人身的安全,并且直接关乎到船舶的经营利润。
船舶柴油机冷却水的温度是影响柴油机工作的重要的热工参数,能够精确地控制冷却水的温度,在提高柴油机的动力性、减少燃料消耗。
减少废气的产生等多个方面具有重要的意义。
如果柴油机冷却水的温度过高,将会加速零件的磨损,润滑油老化的速度也会加快。
而如果柴油机冷却水的温度过低时(大约低于三十摄氏度),燃气中的酸根和水结合成酸类物质,会使气缸的磨损程度增加。
冷却水温控制的好坏会直接影响到柴油机的工作状态但是由于冷却水自身的热传递过程以及系统管路延迟使冷却水的温度变化有了长时滞、大惯性的特点,加上船舶柴油机工作状况较为复杂,这给船舶柴油机温度的调节增加了难度,冷却水温经常性的超调。
本文针对船舶柴油机冷却水温度长时滞、大惯性、易超调的特点,在进一步对船舶柴油机冷却水系统热力学模型与温度控制系统模型的基础上,基于前馈控制理论利用了Matlab仿真软件设计了两种前馈模糊控制器,且对控制效果进行了仿真对比试验。
结果表明在引入了前馈模糊控制环节后系统的控制速度与抗扰动力得到了明显的提高。
关键词:船舶柴油机;冷却水温度;模糊控制1.船舶柴油机冷却水系统研究背景在船舶柴油机燃烧时放出的热量为百分之三十到百分之三十三之间,这部分热量主要是通过气缸、气缸盖以及活塞等部件散发到外部。
船舶柴油机冷却水主要是将这些热量带走以便能够保障受热部件能处于正常的温度。
冷却水温度的高低变化密切影响着船舶柴油机的工作性能和使用寿命。
精确地控制冷却水的温度对于提高柴油机的动力性、减少废弃的产生以及降低燃料消耗量等方面具有十分重要的意义。
但是由于冷却水自身的热传递过程,也因为系统的管路延迟是冷却水的温度变化就长时滞、大惯性的特点,加上船舶柴油机自身工作状况的复杂性,这给船舶柴油机温度的调节带来了很大的难度。
船舶余热制冷技术对比分析
文章编号:CAR160船舶余热制冷技术对比分析孙洲阳(集美大学轮机工程学院,厦门 361021)摘 要船舶柴油机大约1/3的余热被排气带走,充分利用这部分热量来制冷,可以提高热利用率,降低运输成本,起到了节能和减排的作用。
本文通过对船舶余热利用计算分析以及船舶余热制冷技术的介绍,结合压缩式制冷、喷射式制冷、吸收式制冷和吸附式制冷四种制冷方式特点,以及能效对比。
得出通过柴油机废气涡轮同轴直接带动压缩机制冷具有较大优势;该结论可供选择船舶余热制冷技术参考。
关键词船舶余热压缩式制冷喷射式制冷吸收式制冷吸附式制冷CONTRAST AND ANALYSE REFRIGERATION TECHNOLOGYUTILIZE SHIP WASTE HEATSun Zhouyang(Marine School of Jimei University, Xiamen, Fujian 361021)Abstract About one third waste heat of marine diesel was vented by exhaust, take full advantage of these waste heat to refrigerate, can increase the thermal utilization ratio, decrease the transportation costs, and play an role on energy-saving and reduce emission. Based on calculate and analyse waste heat of marine diesel, and introduce the refrigeration technology, combine with characteristics of four kind of refrigeration style including vapor compression refrigeration, steam jet refrigeration, absorption refrigeration and adsorption refrigeration, then compare the thermal parameter with the same refrigeration capacity. Infers that the vapor compression refrigeration direct drivern by turbine changer has great advantages on utilizing waste heat on board under shaky condition at sea. The results can provide a theoretical basis for further development on utilizing marine waste heat refrigeration in the future.Keywords Marine waste heat Vapor compression refrigeration Steam jet refrigeration Absorption refrigeration Adsorption refrigeration0 引言近年油价猛涨,利用船舶余热制冷又成一个比较热门的研究。
利用柴油机余热吸收式制冰系统的研究
15一、船舶制冰系统研究的意义简要分析远洋渔船捕捞的渔获需要进行冷冻保鲜。
目前大多数渔船所使用的压缩式制冷系统,且多为电能驱动,在实际运行过程中直接消耗渔船发电机的有用功,这就导致在使用过程中会耗费巨大的能源,且所使用的制冷剂大多数为氟利昂等,一旦发生泄漏,会严重的威胁到周围的大气环境。
而渔船作业过程中多以柴油机作为主机,在实际的使用过程中会产生大量的余热,如果能够将柴油机余热进行有效的利用实现制冷,将会最大化的提高能源利用效率,对于船舶的发展也有着重要意义。
二、利用柴油机余热发电的综合余热利用系统的研究就目前而言,我国船舶上对余热的利用方式主要有以下两方面,分别是高品位余热以及低品位余热,简而言之,前者主要是对废气余压能得利用,后者则是以废气余热回收利用。
在此过程中,对于废气余热能得回收往往是直接将之作为其他热设备得加热热源进行使用,最为常见得使用方式有供暖、加热热水等,由此也能在一定程度上达到节约能源的目的。
然而,对于柴油机余热的应用仍在不断的深入研究,其中最为显著的便是在船舶余热发电以及利用余热进行制冷的相关研究。
ORC朗肯循环发电则是以低沸点有机物作为工质的循环方式,在此过程中有效的利用柴油机余热进行发电,且与常规的水蒸气循环相比有着很大的优势,在余热利用效率方面有了很大的提升。
以下则介绍所涉及的余热发电综合余热利用系统,并利用船舶柴油机的余热进行发电,以此来提高其经济效益。
本次实验项目的研究主要是针对自动化机舱柴油机进行的,并以自动化机舱柴油机作为基本平台,制作出相应的余热发电装置,该装置是安装在尾气排放管道之内的。
此外,还在其烟道内设置了监测点,用于监测排气温度,发电机部分设置有相应的监测点,用于监测发电机的各个物理参数。
此外还对造水机的流量进行了监测,主要是利用发电装置热交换器冷却海水并将之通往造水机实现的。
该项目设计的基本路线图如图1所示。
图1 项目技术路线图此项目的设计有效的应用ORC有机朗肯循环利用船舶余热进行发电,由此能够最大化的实现对于柴油机余热的回收,因而有效的节约了能源,也减少了对周围环境所产生的污染。
船用柴油机冷却系统的分析与改进研究
船用柴油机冷却系统的分析与改进研究随着人们对海洋运输业的需求不断增长,船用柴油机的使用也不断增加。
而船用柴油机冷却系统是确保发动机正常运行的重要组成部分。
本文将分析现有的船用柴油机冷却系统的问题,并提出改进方案,以提高柴油机的效率和稳定性。
一、现有冷却系统存在的问题1. 散热效率低。
现有的船用柴油机冷却系统通常采用水冷方式,将水流经散热片进行散热,但是散热效率低,导致柴油机的温度无法及时稳定下来,影响发动机的稳定性和寿命。
2. 水垢和腐蚀问题。
随着长期使用,冷却系统中的水垢和腐蚀会逐渐堵塞和破坏散热片,降低柴油机的散热效率,进而降低柴油机的使用寿命。
3. 温度控制不够精确。
现有的船用柴油机冷却系统通常采用机械控制方式,控制温度的精度不够高,无法满足某些应用场景的需要。
二、改进方案1. 采用新型材料。
目前新型材料的研究发展迅速,例如铜镍合金、高强度钢材等材料可以极大地提高散热效率,并且耐腐蚀、耐高温、寿命长。
2. 采用新型冷却方式。
除了现有的水冷方式,还可以采用液态氮、二氧化碳、油冷方式等新型冷却方式,精确控制发动机温度,提高柴油机的效率和稳定性。
3. 采用智能化温度控制系统。
智能化温度控制系统可以根据柴油机的不同工作状态实时控制发动机的温度,并提供报警、故障诊断等功能,提高了柴油机的安全性和可靠性。
三、案例分析船用柴油机生产厂商A公司采用了新型材料和新型冷却方式,并且引进智能化温度控制系统,取得了以下显著的效果:1. 散热效率提高30%以上。
采用新型材料和新型冷却方式后,柴油机在高负荷工作状态下的散热效率提高了30%以上,大大提高了柴油机的效率和稳定性。
2. 水垢和腐蚀问题得到有效控制。
新型材料的应用和冷却方式的改变可以降低水垢和腐蚀的发生,有效延长了柴油机的使用寿命。
3. 温度控制精度提高到0.1℃以内。
智能化温度控制系统的引入可以实时控制柴油机温度,并且将温度控制精度提高了到0.1℃以内,满足了某些特殊应用场景的需要。
船舶柴油机冷却水温控系统开题报告
毕业设计(论文)开题报告题目船舶柴油机冷却水温度控制系统(注)开题报告要点:1、毕业设计(论文)题目的来源,理论或实际应用意义。
2、题目主要内容及预期达到的目标。
3、拟采用哪些方法及手段。
4、完成题目所需要的实验或实习条件。
5、完成题目的工作计划等。
(开题报告不够用时可另附同格式A4纸)15开题须知一、学生要认真填写开题报告。
在毕业设计(论文)答辩时学生须向答辩委员会(或答辩小组)提交开题报告,作为答辩评分的参考材料,没有开题报告不能参加答辩。
如果丢失要及时办理补交手续。
学生毕业后,开题报告与学生毕业设计(论文)一并存档备案。
二、毕业设计(论文)题目一经确定,指导教师要给学生下达毕业设计(论文)任务书,学生根据任务书的要求进行开题,一般安排在毕业设计(论文)正式开始的第二周至第三周进行。
三、开题报告的审查由各专业教研室主持,每个学生的报告时间为10—15分钟。
开题通过后学生才能正式获得毕业设计(论文)的资格。
四、学生要充分理解毕业设计(论文)题目的内容和要求,在指导教师的指导下制定切实可行的工作计划,并且要具备进行毕业设计(论文)所要求的实验或实习(调研)条件。
五、学生要按照指导教师所下达的毕业设计(论文)任务书的要求,认真进行文献资料的检索、搜集和查阅,并做好记录。
六、开题审查不合格的学生,必须在一周内重新进行开题。
名句赏析!!!!!不限主题不限抒情四季山水天气人物人生生活节日动物植物食物山有木兮木有枝,心悦君兮君不知。
____佚名《越人歌》人生若只如初见,何事秋风悲画扇。
____纳兰性德《木兰词·拟古决绝词柬友》十年生死两茫茫,不思量,自难忘。
____苏轼《江城子·乙卯正月二十日夜记梦》只愿君心似我心,定不负相思意。
____李之仪《卜算子·我住长江头》玲珑骰子安红豆,入骨相思知不知。
____温庭筠《南歌子词二首/ 新添声杨柳枝词》曾经沧海难为水,除却巫山不是云。
利用柴油机余热吸收式制冰系统的研究的开题报告
利用柴油机余热吸收式制冰系统的研究的开题报告题目:利用柴油机余热吸收式制冰系统的研究背景及意义:制冰技术是一项重要的能源消耗领域,目前主要依靠电力供能。
然而,在一些工业领域,如船舶、远洋石油平台等,电力供应相对不稳定,同时也存在较长的停靠时间。
因此,寻求一种可靠的制冰方式具有重要的现实意义。
柴油机在运行过程中产生大量的余热,如果能够将其余热利用起来,不仅能够提高燃料利用率,减少大气排放,还能够制冰。
余热吸收式制冰系统是一种基于这种思路开发的新型制冰技术,采用环保的吸收工质和高能效的设计方案,可以实现低成本、长周期的制冰。
本研究将探讨柴油机余热吸收式制冰系统的可行性和可靠性,为基于此技术的制冰设备的研发提供科学依据。
研究内容:1. 柴油机余热吸收式制冰系统的原理和工作方式2. 制冷性能测试实验的设计和数据分析3. 不同参数下的系统性能分析4. 对柴油机余热吸收式制冰系统在实际应用中的可行性和优势进行探讨预期成果:1. 柴油机余热吸收式制冰系统的工作原理和性能的分析和探究2. 制冷性能参数的实验测试数据和分析结果3. 利用模拟和实验分析得出系统在不同参数条件下的制冷性能变化情况4. 针对实际应用需求,对柴油机余热吸收式制冰系统的可行性和优势进行有效的评价和推广。
研究方法:1. 文献研究法:通过查阅文献资料,梳理柴油机余热吸收式制冰系统的原理,相关技术,存在的问题以及进一步发展方向。
2. 实验方法:利用实验室自行设计的柴油机余热吸收式制冰系统,进行实验验证、数据记录和分析。
在实验中,将对吸收器、发生器、冷凝器等重要部分进行分析,探究不同操作参数对其性能的影响。
3. 模拟分析法:利用计算机仿真工具进行模拟分析,对各组件的性能、特性参数进行测试和分析,从而获取最佳的操作条件并优化系统性能。
参考文献:[1]《余热吸收式制冷技术及其应用研究》,陈晋荣,燃气蒸汽及等离子体技术,2016[2]《柴油机余热利用研究进展》,毛保廉,制冷与空调技术,2017[3]《利用柴油机余热吸收式制冷初探》,张清,工程热物理学报,2018[4]《无电化学吸收式制冷剂研究》,姚爱萍,化工进展,2019[5]《柴油机余热吸收式制冰系统的研究》,李忠贤,制冷技术,2020。
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开题报告轮机工程船用柴油机余热制冷方式比较研究一、选题的背景与意义:当今世界,随着生产技术的发展,人类对能源的需求剧增,有限的能源正在日益枯竭,各个国家都面临着能源危机,节能与环保已经成为当今国际社会共同关注的一个热点问题。
再加上氟利昂系列制冷剂的使用量在一些国家已开始受到控制,并将逐渐被禁止使用在世界制冷行业中,已开始把注意力转向蒸汽压缩式以外的其它制冷方式上去。
船舶主机作为船舶的动力和能源中心,仅有50%左右的热量转换成有用功,其余的热量则以各种方式被带走,如果能对这些余热加以充分利用,就能提高船舶能源的利用率。
目前热管式余热蒸汽锅炉和热水器在船舶上已得到成功应用。
船用柴油机余热回收的吸收式和吸附式制冷具有很大的开发潜力。
吸收式或吸附式制冷机都是是以热能为动力驱动的,并且利用的是低位热能,符合当今环保与节能要求。
相较吸收式制冷,吸附式制冷适合应用于震动,倾斜或旋转等场合上。
在理论上固体吸附式制冷是一种更适合于应用于船舶的柴油机余热制冷方式。
吸附制冷技术由于能够利用低品位的太阳能和废热,且无环境污染问题,因此受到了国内外研究者的重视,该研究工作正在不断深入和发展。
由于目前吸附制冷技术理论与实际应用还有一定的距离,所以吸附制冷的主要研究方向是缩短循环的周期,提高系统单位时间内的制冷量,以及改进循环方式和利用数值模拟技术对吸附制冷技术的实用化进行更好的指导。
二、研究的基本内容与拟解决的主要问题:基本内容:1、吸收式与吸附式制冷方式基本工作原理分析。
2、吸收式与吸附式制冷方式优缺点比较。
3、固体吸附式制冷在船舶上应用的可行性。
4、固体吸附式制冷用于远洋船舶空调的具体方案。
拟解决的主要问题:1、利用远洋船舶柴油机余热进行固体吸附制冷的可行性的研究。
5、船舶余热的固体吸附式制冷系统的设计方案。
6、船舶余热的固体吸附式制冷在系统应用中存在的问题。
三、研究的方法与技术路线:在对船用柴油机余热吸收式与吸附式制冷方式相关的文献资料的阅读和借鉴,并通过对国内外的船用柴油机余热利用在船舶制冷系统中的应用实例的研究,对船用柴油机余热吸收式制冷、吸附式制冷的基本工作原理,在船上应用的优缺点进行比较,得出在船舶上利用主柴油机余热进行制冷应用的最佳方案。
提出可行性研究与具体设计方案并对其在系统应用中存在的问题提出自己的看法。
四、研究的总体安排与进度:2010.12.10下达毕业论文任务书,开始撰写文献综述,开题报告;2011.2.24上交开题报告,文献综述;2011.3.5开始撰写论文;2011.4.5上交毕业论文,完成毕业论文答辩;2011.4.15~2010.5.30毕业实习;五、主要参考文献:[1]林陈敏,陈亚平,田莹。
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在船舶柴油机动力装置中,可供利用的主要余热热源有:(1)柴油机排气余热;(2)柴油机缸套冷却水余热;(3)柴油机增压空气冷却水余热吸收式制冷是利用吸收器中的稀溶液吸收来自蒸发器的制冷剂气体,在发生器中通过高温加热浓溶液,使制冷剂蒸发至冷凝器的一种循环制冷方式,其单级系统的效率较吸附式制冷的效率高,同时制冷剂也是环保的。
吸附式制冷是利用某些固体(吸附剂)能在低温下吸附气体(吸附质),而在高温下能解吸的特点,以热能为动力的制冷装置。
与吸收式制冷相比,它适合应用于震动,倾斜或旋转等场合上。
在理论上固体吸附式制冷是一种很有前途和发展潜力的新型制冷方式。
吸收和吸附式制冷都能利用船舶尾气余热驱动进行制冷,不降低船舶主机动力。
同时两者的使用工质都不污染环境,符合当前能源、环境协调发展的总趋势,尤其现在国内紧张的能源危机和环保问题,使得两者越来越受到关注。
相比之下,吸附式制冷由于其具有系统结构简单、运行费用低、无噪音、无运动部件,可靠性高,适合用于各种颠簸的环境等优点,更加适合应用于船舶空调中。
而吸收式制冷由于其中的发生器与吸收器不太适合应用于颠簸的环境,在船舶空调中的使用就受到了一定的限制。
只要对目前两者存在的一些问题加以解决,吸收和吸附式制冷设备在船舶中将有广泛的应用前景。
利用太阳能和利用渔船柴油机余热的固体吸附式制冷设备已取得实质性进展, 如湖南的定宇公司开发的吸附式渔船柴油机尾气制冰机, 150 匹马力柴油机尾气可日制冰800 kg, COP 为0. 3, 油耗增加1. 4%。
而固体吸附式制冷在远洋船舶上的运用还是一个初步的设想二、研究的目的和意义。
随着经济的发展, 海上运输业也随之快速增长,远洋船舶队伍的扩大对燃油的需求量越来越大,世界能源消费量的急剧增加和地球环境的日益恶化,酸雨、臭氧层破坏、温室效应、能源短缺等成为各国急需解决的头等大事,同时人们对环境保护和能源的有效利用的认识有了进一步的提高,推进了一系列节能环保新技术的开发和利用。
利用发动机余热、太阳能等低品位热源驱动的制冷机和热泵正受到世界各国越来越多的重视。
为解决目前的环境与能源问题,对发动机余热、太阳能等低品位热源的利用成为目前研究课题的焦点。
节能与环保成为了现代船舶主柴油机主要设计与制造方向。
吸收式或吸附式制冷机是以热能为动力的,并且利用低位热能,使能源得到更有效地利用,吸收式或吸附式制冷机还具有环保、无公害等特点,便于集中供冷、供热,目前是船用柴油机余热制冷方式的主要研究对象。
三、未来的发展趋势。
目前,氟利昂系列制冷剂的使用量在一些国家已开始受到控制,并将逐渐被禁止使用在世界制冷行业中,已开始把注意力转向蒸汽压缩式以外的其它制冷方式上去另外.节能也越来超为人们所重视因此.如何利用直接排放到大气中击的余热进行制冷是当今环境保护和节能技术所研究的一个重要课题。
目前利用船舶余热的吸附式制冷的研究主要集中在渔船上, 对在远洋船舶上应用的研究还仅仅是初步设想。
对利用远洋船舶柴油机余热进行固体吸附制冷的可行性的研究与船舶余热的固体吸附式制冷系统的设计方案的提出将是解决目前环境与能源问题的一个方向,将是在船舶余热利用与提高主柴油机热效率的重要研究课题。
四、主要参考文献:[1]林陈敏,陈亚平,田莹。
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渔船烟气余热吸附制冷技术。
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本科毕业论文(20 届)船用柴油机余热制冷方式比较研究目录目录 (1)1引言 (1)1.1选题的背景及意义 (1)1.2余热制冷相关技术的研究现状分析 (1)2吸收式与吸附式制冷方式基本工作原理分析 (2)2.1吸收式制冷方式基本工作原理的概述 (2)2.2吸附式制冷方式基本工作原理的概述 (3)3吸收式与吸附式制冷方式技术比较与应用选择 (4)3.1吸收式与吸附式制冷方式的技术特点 (4)3.1.1原理与结构比较 (4)3.1.2循环方式比较 (4)3.1.3制冷工质比较 (5)3.1.4抗震性与运行的安全性比较 (5)3.2船舶余热制冷应用方式选择 (5)3.2.1吸收式制冷与吸附式制冷优势对比 (5)3.2.2吸附式制冷于船舶应用的优势 (6)4固体吸附式制冷在船舶上应用的可行性分析 (7)4.1固体吸附式制冷的余热资源 (7)4.2固体吸附式制冷用于远洋船舶的可行性分析 (7)5固体吸附式制冷用于远洋船舶空调的设想方案 (9)5.1固体吸附式制冷工质对的选择 (9)5.1.1沸石分子筛—水 (9)5.1.2活性碳—甲醇 (9)5.1.3活性碳—氨 (9)5.2吸附制冷循环方式的选择 (9)5.2.1简单间歇循环 (9)5.2.2连续回热循环 (9)5.2.3连续回质循环 (10)5.2.4多效复叠循环 (10)5.2.5热波循环 (10)5.2.6对流热波循环 (10)5.3船用吸附式空调系统的设计 (10)5.3.1吸附床的设计 (10)5.3.2连续吸附式制冷系统设计 (10)6固体吸附式制冷技术应用的发展前景 (12)6.1固体吸附式制冷技术应用存在的问题 (12)6.2固体吸附式制冷技术的发展趋势 (12)7结论 (13)致谢 (14)参考文献 (15)摘要:利用船舶余热进行制冷是作为一种有效利用低品位能源和对环境无破坏的制冷技术受到人们更多的关注。