漁船制冷節(jié)能設(shè)計(jì)論文

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1簡(jiǎn)述漁船制冷系統(tǒng)

1.1漁船制冷系統(tǒng)工作原理

近年來(lái)，漁船制冷系統(tǒng)較多采用的是蒸汽壓縮，制冷劑則是NH3，主要組成部分是壓縮機(jī)與冷凝器、蒸發(fā)器等。漁船制冷系統(tǒng)的工作原理即由壓縮機(jī)先將熱氨蒸汽吸收到里面，然后經(jīng)過(guò)壓縮，從而形成高溫、高壓的過(guò)熱蒸汽。但是此蒸汽在通過(guò)冷凝器冷卻之后，就會(huì)釋放許多熱量，然后利用熱蒸汽達(dá)到降溫目的，使其成為飽和蒸汽與液體、濕蒸汽，再冷凝成為過(guò)冷液體。通過(guò)節(jié)流元件節(jié)流降壓之后，此過(guò)冷液體慢慢成為干度相對(duì)低一些的濕蒸汽。最終此濕蒸汽處于蒸發(fā)器低溫、低壓環(huán)境條件下會(huì)大量氣化，吸入大量氣化潛熱與少許顯熱，使冷庫(kù)溫度得以下降，成低壓過(guò)熱蒸汽最后又回到壓縮機(jī)，形成熱力循環(huán)。

1.2外部熱量浸入對(duì)冷庫(kù)的影響

由于捕撈作業(yè)的漁民自身?xiàng)l件因素與勞動(dòng)強(qiáng)度等一些列緣由，冷庫(kù)制冷系統(tǒng)管理水平很難得到保障，能源出現(xiàn)大量浪費(fèi)的問(wèn)題比較嚴(yán)重。因此提高漁民從業(yè)者能力的教育工作在現(xiàn)今諸多情況下也就顯得尤為重要了，以此才能更好的促進(jìn)漁民根據(jù)相關(guān)程序正確的對(duì)制冷系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)的維護(hù)管理。但是冷庫(kù)被外部熱量浸入的情況，會(huì)大量提高冷庫(kù)的全熱負(fù)荷，也有可能造成系統(tǒng)較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)都在運(yùn)行狀態(tài)中，從而也就使得能量被大量浪費(fèi)掉。根據(jù)資料得知這方面相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得知，冷庫(kù)里面外部浸入的能量大約占據(jù)了總負(fù)荷的百分之十六左右。因此也就要求漁民形成良好的習(xí)慣，比方說(shuō)有意識(shí)的控制冷庫(kù)庫(kù)門的開(kāi)啟次數(shù)，以及隨手關(guān)門與關(guān)燈的日常習(xí)慣，最大限度的降低環(huán)境熱量浸入冷庫(kù)中。這樣也就能夠在此方面有力保障冷庫(kù)較長(zhǎng)期限的健康節(jié)能的運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.3冷庫(kù)設(shè)計(jì)情況

實(shí)際上可以說(shuō)捕撈作業(yè)半徑與漁民生活質(zhì)量在一定程度上受到冷庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的影響，冷庫(kù)自身運(yùn)行也在能量耗費(fèi)總量中占據(jù)著不低的位置，損耗較為嚴(yán)重。因此也就可以酌情從冷庫(kù)設(shè)計(jì)層面考慮，比方說(shuō)適當(dāng)增大冷凝器與蒸發(fā)器的換熱面積就不失為一個(gè)可行性較高的方案。又比如結(jié)合國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，選擇采用目前比較熱門有效的變頻技術(shù)，以此達(dá)到系統(tǒng)節(jié)能的要求。并且，海洋中海水的平均溫度大約是32度左右，相較于一般的淡水溫度也就低了不少。因而冷凝器為了提高熱換質(zhì)量實(shí)現(xiàn)節(jié)能需求，可通過(guò)海水替代淡水冷卻方式，并且冷凝器可以選擇銅鎳合金與復(fù)合銅板這種內(nèi)部材質(zhì)進(jìn)一步保障其工作年限。

2漁船制冷節(jié)能實(shí)現(xiàn)方案

通過(guò)分析漁船制冷系統(tǒng)自身工作原理，可以得知對(duì)冷庫(kù)耗費(fèi)能源形成影響的技術(shù)參數(shù)主要包含了冷凝溫度、過(guò)冷度、蒸發(fā)溫度以及過(guò)熱度等等。其中就過(guò)冷度而言，自身大小基本上是受冷凝器換熱面積大小的影響，而過(guò)熱度則是由節(jié)流元件設(shè)定。冷凝溫度與蒸發(fā)溫度這兩者分別和冷凝器里面制冷劑的冷凝壓力與蒸發(fā)器里面蒸發(fā)壓力兩大技術(shù)參數(shù)相對(duì)應(yīng)。簡(jiǎn)而言之，也就是說(shuō)若能夠?qū)⒗淠龎毫Α⒄舭l(fā)壓力這兩者控制得當(dāng)，就能夠獲得與之對(duì)應(yīng)的冷凝溫度與蒸發(fā)溫度，從而妥善處理好制冷系統(tǒng)耗能嚴(yán)重的現(xiàn)象。接下來(lái)也就從管理層面著手，圍繞冷凝壓力與蒸發(fā)壓力兩者探索冷庫(kù)節(jié)能措施。

2.1冷凝系統(tǒng)冷凝壓力的控制

2.1.1冷凝器壓力過(guò)大情況的避免措施

若是系統(tǒng)的冷凝壓力變大，很容易導(dǎo)致冷凝溫度增高的情況，從而造成制冷量降低問(wèn)題，以及壓縮機(jī)軸功率增大與制冷系數(shù)減小等一系列不良現(xiàn)象。就冷凝壓力而言，能夠?qū)е缕渥兇蟮囊蛩爻酥评鋭┏渥⒘扛哌^(guò)設(shè)計(jì)值之外的原因，還有冷凝器換熱差與空氣混入制冷劑里面等等因素。首先就第一個(gè)原因而言，當(dāng)制冷劑的充注量在高于正常值情況下，冷凝壓力就會(huì)不斷增大。但是制冷劑過(guò)量的話很容易引起冷凝面積不足，那么冷凝效果也就會(huì)變差。因此需要根據(jù)要求嚴(yán)格把控制冷劑的充注量。若是充注量超出設(shè)計(jì)值，就采取補(bǔ)救措施，在儲(chǔ)液器出口回收多余制冷劑。其次，就冷凝器換熱效果而言，其效果不佳有自身因素也有外部因素，若是冷卻海水量溫度過(guò)高或者是流量缺少都會(huì)造成冷凝器效果差，這屬于外部因素。而換熱面臟污引起的換熱系數(shù)降低則是自身因素。想要有效處理此問(wèn)題，那么在制冷系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，也就需要嚴(yán)格把控冷卻水流量，促使其在冷凝器進(jìn)出口溫差維持在2度到4度間。等系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間之后，就能按照換熱效果對(duì)換熱面徹底清洗。最后就系統(tǒng)內(nèi)部存在空氣的情況而言，多是由于在制冷系統(tǒng)進(jìn)行維修后，沒(méi)有徹底抽完真空，亦或是冷卻劑充注過(guò)程中不下心，都會(huì)導(dǎo)致空氣混入系統(tǒng)內(nèi)部。而空氣在制冷系統(tǒng)中是無(wú)法進(jìn)行冷凝的，也就容易對(duì)冷凝造成更大的壓力，導(dǎo)致制冷量減少，而耗電量增多。由此可見(jiàn)，系統(tǒng)內(nèi)部存在空氣的嚴(yán)重后果，所以相關(guān)人員必須仔細(xì)徹底的排除內(nèi)部空氣。比方說(shuō)，系統(tǒng)在停機(jī)狀態(tài)時(shí)，就可以依照壓焓圖與系統(tǒng)參數(shù)值兩者的比對(duì)，在壓縮機(jī)排氣口亦或是冷凝器放氣閥處操作排氣。

2.1.2冷凝器壓力過(guò)小情況的避免措施

冷凝壓力與冷凝溫度在降低時(shí)，能夠?qū)嚎s機(jī)軸功率造成影響，導(dǎo)致其跟著減少，同時(shí)還有可能提高系統(tǒng)制冷量。只是冷凝壓力若是低于正常值，極容易導(dǎo)致經(jīng)過(guò)節(jié)流元件的制冷劑流量減少，引起蒸發(fā)器里面的制冷劑缺乏充足的流量，反而使得系統(tǒng)制冷量降低。而引起冷凝壓力不足的因素較多，其中壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不健康就是比較重要的原因。例如吸排出閥片若是有泄露情況，亦或是活塞環(huán)密封不夠嚴(yán)實(shí)、壓縮機(jī)不能增載等，都會(huì)引起壓縮機(jī)排壓不足。除此以外，冷凝器能力過(guò)強(qiáng)，比方說(shuō)冷卻水溫度太低、流量太大等情況都會(huì)引起冷凝壓力降低。因此，所在系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，必須根據(jù)相關(guān)要求定期檢查壓縮機(jī)密封性能，認(rèn)真把控冷卻海水流量情況，確保壓縮機(jī)排除壓力維持在1.7MPa數(shù)值左右，制冷劑大約44度，以此方能進(jìn)一步確保系統(tǒng)健康安全又經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。

2.2控制制冷系統(tǒng)蒸發(fā)壓力

2.2.1蒸發(fā)壓力過(guò)高情況的避免措施

若是蒸發(fā)壓力過(guò)高的話，很容易造成蒸發(fā)器里面的制冷劑蒸發(fā)溫度提升。這樣也就容易引起冷庫(kù)溫度與蒸發(fā)溫度兩者之間溫差小于正常值范圍。從而不僅對(duì)蒸發(fā)器換熱效果造成不良影響，還可能使冷庫(kù)溫度達(dá)不到設(shè)定值。為了確保系統(tǒng)能夠健康運(yùn)行，應(yīng)該將冷庫(kù)溫度與蒸發(fā)溫度的溫差高于5度。

2.2.2蒸發(fā)壓力過(guò)低情況的避免措施

分析制冷工作原理，可以知道基于冷凝溫度不變的條件下，蒸發(fā)壓力若是出現(xiàn)下降，蒸發(fā)溫度每下降一度，想要在獲取一樣的制冷量，所需要耗電量大約需要增大百分之五左右，從而導(dǎo)致壓縮機(jī)制冷效果差。可以根據(jù)故障特征，采用相對(duì)應(yīng)的方案處理妥善，保障實(shí)際蒸發(fā)溫度和冷庫(kù)溫度兩者之間差值不高于10度。比如，針對(duì)制冷劑漏失所造成的蒸發(fā)壓力低情況的處理方案。健康運(yùn)行時(shí)，需要求儲(chǔ)液器里面的制冷液體把控在三分之一到三分之二范圍內(nèi)。又比如，因制冷劑滲透性比較強(qiáng)，也就使得連接部位容易出現(xiàn)泄漏情況，引起冷劑不達(dá)要求，液管也許會(huì)摻入氣態(tài)冷劑，這種情況下即便節(jié)流元件處于全開(kāi)狀態(tài)，蒸發(fā)器里面的制冷劑流量還是達(dá)不到要求。從而導(dǎo)致壓縮機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)起停頻繁的情況，使得庫(kù)溫難以達(dá)到設(shè)計(jì)值。針對(duì)此情況，也就需要及時(shí)在壓縮機(jī)的吸入口，亦或是儲(chǔ)液器的進(jìn)口部位等地方直接充入制冷劑，以此保證制冷劑總量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3結(jié)束語(yǔ)

伴隨我國(guó)遠(yuǎn)洋漁業(yè)的快速發(fā)展，漁船動(dòng)力設(shè)備改革更新的周期隨之更快了。漁船制冷的節(jié)能設(shè)計(jì)研究更是提升制冷系統(tǒng)管理水平的重要方向。通過(guò)分析漁船制冷系統(tǒng)自身工作原理，可以得知對(duì)冷庫(kù)耗費(fèi)能源形成影響的技術(shù)參數(shù)主要包含了冷凝溫度、過(guò)冷度、蒸發(fā)溫度以及過(guò)熱度等等。過(guò)冷度與過(guò)熱度因自身所受限制的因素也就并不需要深入研究。而從冷凝溫度與蒸發(fā)壓力這兩個(gè)技術(shù)參數(shù)入手能夠更好的滿足制冷節(jié)能的需求。

作者:鮑騁東 單位:岱山縣海洋與漁業(yè)局船檢站

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