全海域新型船舶空调系统及其特性分析

发布时间：2017-09-16 03:13

  本文关键词：全海域新型船舶空调系统及其特性分析

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【摘要】：远洋船舶航行于世界各海域,外界气象条件随航行的海域而发生变化。当船舶航行在气候恶劣环境下时,船舶空调无法正常工作,不能为船舶舱室提供所需要冷、热负荷。与此同时,随着国际贸易的增加,远洋船舶的数量及需要航行的海域也增加,传统船舶空调系统无法继续维持船舶室内的舒适度,为此有必要开发一套适应远洋船舶多海域气候变化的全海域新型船舶空调系统。本文首先介绍了船舶空调原理和组成,并对现有船舶空调在高温海域制冷效果差、在寒冷海域制热效率低、以及能源利用率低等问题,提出能适应全海域并降低能耗的全海域新型船舶空调系统。通过将船舶海水源热泵和船舶主辅机冷却水系统耦合,并在环境温度传感器的检测下控制制冷、制热管路的切换,使船舶空调制冷时利用海水作为船舶的冷源、船舶空调制热时在冷却水回路处温度传感器的检测下合理利用主、辅机冷却水作为船舶的热源,结合变风量、变频空调技术,分别对船舶主辅机冷却水充足、不足时构建了全海域新型船舶空调系统,并详细阐述了全海域新型船舶空调系统的运行方式。本文在构建了全海域新型船舶空调系统的基础上,以某2800TEU远洋集装箱船为研究对象,设计了适用于该船舶的空调系统;并对2800TEU远洋集装箱船航行在经典航线时进行船舶空调系统的运行分析,通过把该航线划分为10个航区,得到船舶航行在各个航区时船舶舱室的冷热负荷和船舶空调系统的能耗值,以及船舶舱室冷、热负荷与海水、冷却水的关系图,同时绘制了船舶外界环境参数发生变化时船舶舱室负荷的变化曲线;通过全海域新型船舶空调系统与传统的船舶空调系统运行的比较,得出新型船舶空调系统比传统船舶空调系统的COP更高,在任何海域全海域船舶空调系统都可以稳定、高效的运行。
【关键词】：全海域新型船舶空调系统 运行分析 节能
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U664.86
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 课题研究的背景及意义12-13
• 1.1.1 理论意义12
• 1.1.2 实用价值12-13
• 1.2 船舶空调系统国内外研究现状及发展趋势13-18
• 1.2.1 全海域船舶空调系统的研究现状13
• 1.2.2 变风量船舶空调系统的研究现状13-15
• 1.2.3 变频船舶空调系统的研究现状15
• 1.2.4 海水源热泵的研究现状15-16
• 1.2.5 船舶余热的利用现状16-17
• 1.2.6 发展趋势17-18
• 1.3 研究内容18-20
• 第2章 船舶空调系统基本原理及常用的船舶空调系统20-24
• 2.1 船舶空调原理及组成20
• 2.2 传统船舶空调系统20-21
• 2.3 新型船舶海水源热泵空调系统21
• 2.4 船舶空调系统冷、热源21-22
• 2.5 构建全海域新型船舶空调系统的必要性和可行性22-23
• 2.5.1 构建全海域新型船舶空调系统的必要性22
• 2.5.2 构建全海域新型船舶空调系统的可行性22-23
• 2.6 本章小结23-24
• 第3章 基于海水源热泵全海域新型船舶空调系统的构建24-34
• 3.1 船舶空调系统制冷时的运行设计24-25
• 3.2 船舶空调系统制热时的运行设计25-28
• 3.2.1 船舶航行时船舶空调系统制热的运行设计25-27
• 3.2.2 船舶停泊时船舶空调系统制热的运行设计27-28
• 3.3 全海域新型船舶空调系统的构建28-32
• 3.3.1 船舶余热充足时全海域新型船舶空调系统的构建28-30
• 3.3.2 船舶余热不足时全海域新型船舶空调系统的构建30-32
• 3.4 本章小结32-34
• 第4章 某 2800TEU远洋船舶全海域新型船舶空调系统设计34-60
• 4.1 某 2800TEU远洋船舶34
• 4.2 某 2800TEU远洋船舶上层建筑模型34-36
• 4.3 某 2800TEU远洋船舶上层建筑负荷数学模型36-39
• 4.3.1 船舶舱室冷负荷计算37-38
• 4.3.2 船舶舱室热负荷计算38-39
• 4.4 某 2800TEU远洋船舶全海域空调系统的构建39-41
• 4.5 某 2800TEU远洋船舶全海域空调系统计算及选型41-59
• 4.5.1 空调系统制冷循环的计算41-42
• 4.5.2 空调系统压缩机的选择42-43
• 4.5.3 空调系统换热器的设计计算43-56
• 4.5.4 电子膨胀阀、干燥过滤器及气液分离器的选型56-57
• 4.5.5 水泵和可收缩管道的选择57-58
• 4.5.6 空调末端的选择58-59
• 4.6 本章小结59-60
• 第5章 某 2800TEU远洋船舶全海域新型船舶空调系统运行分析60-80
• 5.1 航线的选择及特殊点负荷的计算60-68
• 5.2 船舶航行时空调系统的运行分析68-77
• 5.2.1 全海域船舶空调的冷、热负荷68-69
• 5.2.2 全海域船舶空调系统的能耗图69-71
• 5.2.3 全海域船舶空调系统冷负荷与海水流量之间的关系71-73
• 5.2.4 全海域船舶空调系统热负荷与冷却水流量之间的关系73-74
• 5.2.5 全海域船舶空调系统冷、热负荷与温度之间的关系74-75
• 5.2.6 全海域船舶空调系统冷、热负荷与湿度之间的关系75-76
• 5.2.7 全海域船舶空调系统与海水温度之间的关系76-77
• 5.3 空调系统COP的计算77-79
• 5.3.1 全海域新型船舶空调系统COP的计算77
• 5.3.2 传统船舶空调系统COP77-78
• 5.3.3 新型船舶空调系统与传统船舶空调系统COP的比较78-79
• 5.4 本章小结79-80
• 总结与展望80-82
• 1 总结80
• 2 展望80-82
• 参考文献82-86
• 攻读硕士学位期间发表的论文与专利86-88
• 致谢88

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