利用船舶主机缸套冷却水余热吸附式空调研究

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1、学校编码10390分类号U664学号2007129003密级硕士学位论文利用船舶主机缸套冷却水余热吸附式空调研究指导教师：郑青榕副教授作者姓名：潘其永申请学位级别：硕士专业名称：轮机工程论文提交日期：2010年5月8日论文答辩日期：2010年6月18日学位授予单位：集美大学学位授予日期：2010年月日答辩委员会主席：李翠华教授论文评阅人：硕士学位论文利用船舶主机缸套冷却水余热吸附式空调研究StudyofAdsorptionRefrigerationonShip’sAirConditioningSystemUtilizingM/EJacketCoolingWater学科门类：工学作者姓名：

2、潘其永指导教师：郑青榕副教授专业名称：轮机工程学位授予单位：集美大学论文答辩日期：2010年6月18日集集美美大学大硕学士学硕位士论文学位论文利利用用船船舶舶主主机机缸缸套套冷冷却却水水余余热热吸吸附附式式空空调调研研究究潘潘其其永永学术诚信声明兹呈交的学位论文，是本人在导师指导下独立进行的研究工作及取得的研究成果。除文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。本人依法享有和承担由此论文产生的权利和责任。声明人（签名）：时间：保护知识产权声明本人完全了解集美大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和

3、借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意集美大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。作者（签名）：导师（签名）：时间：利用船舶主机缸套冷却水余热吸附式空调研究摘要船舶柴油机余热回收利用具有良好的应用潜力，其中烟气余热已经成功地用于渔船制冰，经济与社会效益相当可观。然而，远洋船舶中央空调和伙食冷库仍采用传统的蒸汽压缩式制冷方式，吸附式制冷在船舶上的应用还只是处在构思和初步研究阶段。船舶主机缸套冷却水具有温度稳定、水质优良（冷却水可以投药处理且不定期补充更换，不会引起吸附床内部结垢）等优点，选取与冷却水温度匹配的吸附工质对后，系统的制冷系数C

4、OP也能达到较高的数值。因此，本文选择典型船舶，经热量衡算，依据其主机缸套水系统的特点，提出利用船舶主机缸套冷却水余热驱动吸附式制冷为船舶中央空调提供冷量的方案。研究的主要内容包括以下几个方面。1)利用船舶主机缸套冷却水余热的船舶吸附式中央空调系统及关键部件设计。首先，客观评价船舶柴油机烟气及缸套水的特点，分析烟气已在渔船保鲜中应用，而主机缸套冷却水余热研究却未涉及的原因。其次，以厦门船舶重工有限公司建造的4900车滚装船为例，计算得到该轮主机缸套冷却水可提供约2070kW的热量，以目前硅胶-水系统制冷系数0.3计算，约可得到621kW冷量，远大于该轮中央空调所需冷量385kW。最后，依

5、据该轮中央空调所需冷量，设计吸附式制冷系统及吸附床，计算得到吸附床总换热面积约为45.8m2，约需硅胶727kg。2)水蒸气在硅胶上吸附等温线的测试。设计并搭建静态容积法和简易重量法实验台，对选用四种硅胶进行吸附水性能测试。通过测试等温线比较发现，四种硅胶吸附等温线形状相似，呈I型特征；静态容积法与简易重量法测试所得等温线在起始段基本重合，当压力P/P0>0.3时，吸附等温线开始分离，表明随着水蒸气压力的增大，静态容积法测试系统中水蒸气出现了凝结现象，计算所得硅胶吸附量减小。3)对单根传热管建立一维稳态模型，分析床层结构参数改变对吸附单元温度场变化的影响。本文对单根传热管建立一维稳态有内

6、热源模型，利用FLUENT软件进行传热计算，模拟结果显示：a）当硅胶颗粒填充厚度为15mm，翅片距离为5mm时，系统循环时间约为3000s；b）提高硅胶颗粒的换热系数是改善吸附床传热最为有效的措施。关键词：吸附式制冷，船舶空调，主机缸套冷却水，硅胶-水，数值计算IStudyofAdsorptionRefrigerationonShip’sAirConditioningSystemUtilizingM/EJacketCoolingWaterAbstractTherecoveryofwasteheatofMarinedieselengineisofgreatsocialandeconomic

7、significance,inwhichthefluegasheathasbeensuccessfullyusedformakingiceinfishingboats,whoseeconomicandsocialbenefitsareconsiderable.However,ocean-goingcargoshipsarestillusingthetraditionalcompression-stylerefrigerationto