船用柴油机余热制冷方式比较研究[论文+开题+综述]

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。氨水吸收式制冷系统在渔船尾气中余热利用分析。

能源研究与利用。2008年第1期。

［2］徐震，梅宁，谢迎春。柴油机余热吸附式制冷系统的动力学实验研究。热科学与技术。第2 卷第1 期。2003 年3 月。

［3］甘念重，李格升。船舶空调利用余热制冷的热经济性分析。武汉理工大学学报（交通科学与工程版）。第３４卷第４期。２０１０年８月。

［4］周洪峰，张兴彪，王雪章，潘新祥。船舶余热固体吸附式制冷可行性分析和模拟实验系统设计。《节能技术》。第25 卷, 总第143 期。2007 年5 月, 第3 期。

［5］王树刚，王如竹。船舶余热回收现状及吸附制冷应用前景。中国修船。

2003年第3期。

［6］王学生，王如竹，吴静怡，许煌雄。发动机余热驱动的固体吸附式制冷技术应用研究半。现代化工。第24卷增刊（1）。2004年7月。

［7］明绍福，明天娇，明字生。复合化学介质ZGM 在柴油机废气余热制冷中的应用。哈尔滨科学技术大学学报。第20卷第2期。1996年4月。

［8］吴晓阳。舰艇主机排烟余热吸附式制冷技术研究。港航节能。2009 年第

02 期。

［9］徐士鸣，袁一。利用渔船柴油机排烟余热制冷保鲜的可行性分析。渔业机械仪器1995年第5期。

［10］周东一，石楚平，肖飚，袁文华。汽车发动机余热溴化锂吸收式制冷系统研究。制冷空调与电力机械。总第122期第29卷。

［11］李晓科，纪威。汽车余热溴化锂吸收式制冷研究。现代机械。2007年第6 期。

［12］齐朝晖，汤广发，李定宇，黄德珂。吸附制冷技术在余热回收中的应用。

中国能源。2001年第4期。

［13］赵惠忠，刘震炎，马晓东，张敏。余热冷管在渔船制冷系统的应用研究。

流体机械。2005年第33卷第1期。

［14］牛利民，郑群，董阜斌。余热制冷进气的回热燃气轮机循环数值计算和分析(上)。中国修船。1995年第2期。

［15］牛利民，郑群，董阜斌。余热制冷进气的回热燃气轮机循环数值计算和分析(下)。中国修船。1995年第3期。

［16］陈可。渔船烟气余热吸附制冷技术。《渔业现代化》。2007年第2期。

毕业论文文献综述

轮机工程

船用柴油机余热制冷方式比较研究

一、目前的研究现状

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，目前常用的余热制冷方式主要有吸收式制冷与吸附式制冷。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