摘 要

如今，航运市场持续低迷，企业燃油成本高企、环保压力巨大，节能减排备受行业关注。氨水吸收式制冷由来已久，发展过碍几经波折。然而，因其能够能利用低品位热能、工质对对环境无影响、蒸发温度跨度大等优点重受青睐。船舶机舱余热丰富，船舶废气废热的再利用是提高能源利用率的一种有效措施，若能将吸收式制冷引入船舶以满足船舶空调的需求无疑为破解船舶节能(余热回收)另辟蹊径。

本课题以吸收式制冷为基础进行了研究，通过吸收式制冷与传统制冷进行分析对比发现吸收式制冷在性能、可靠性等更具优势，然后通过氨水吸收式制冷的原理进一步分析吸收式制冷循环的效果，对比分析得出其性能提高的提高同时COP的也得到了大幅度提高。之后结合吸收式制冷的船用化，通过举例、计算分析等发现其具有显著的经济效益，它在完全可以满足空调驱动需要的同时，在节约了能源的同时也保护了环境。

然而，虽然吸收式制冷存在很多的优点但与此同时一些问题也不可避免的出现，如氨与水的分离，如何保证氨的纯度；海上的突发情况重多，吸收式制冷是否可以适应不同的海况等等，本文针对这些也给出了相应的解决方案。

关键词:船舶废热；余热利用；吸收式制冷

Abstract

Today, the shipping market continues to slump, high fuel costs, environmental pressure is huge, energy-saving emission reduction industry concern. Ammonia absorption refrigeration has a long history, the development of obstacles after several twists and turns. However, because of its ability to use low-grade thermal energy, the working fluid has no effect on the environment, the evaporation temperature span and other advantages. It is an effective measure to improve the energy utilization rate. If the ship can be sucked into the ship to meet the needs of the ship's air conditioning, it is undoubtedly another way to break the energy saving (waste heat recovery) of the ship.

Based on the absorption refrigeration, the absorption refrigeration is compared with the traditional refrigeration. It is found that the absorption refrigeration is more advantageous in terms of performance and reliability, and then the absorption refrigeration cycle is further analyzed by the principle of ammonia absorption refrigeration The results of comparative analysis to improve the performance of the increase in COP has also been greatly improved. And then combined with the absorption of refrigeration of the ship, through the calculation and analysis of examples found that it has significant economic benefits, It can fully meet the needs of air conditioning drive at the same time while saving energy and also protect the environment.

However, although there are many advantages of absorption refrigeration, but at the same time some problems are inevitable, such as ammonia and water separation, how to ensure the purity of ammonia; sea bursts of heavy, absorption refrigeration can adapt to different Of the sea conditions, etc., this article also gives the corresponding solution for these.

Keywords：Vessel exhaust; recycling of waste heat; absorption refrigeration technology

目 录

第1章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2国内外研究现状 2

第2章 吸收式制冷循环 3

2.1吸收式制冷循环的研究 3

2.2吸收式制冷工质的研究 5

2.3氨水吸收式制冷的工程应用研究 5

2.4综述小结 7

第3章 氨水吸收式制冷原理 8

3.1吸收制冷的热力学基础 8

3.1.1热力学特征函数和化学势 8

3.1.2 溶液相平衡条件 8

3.2氨水吸收式制冷的原理 9

3.3 氨、水的分离过程 9

3.4 本章小结 9

第4章 吸收式制冷船用化的可行性分析 11

4.1 吸收式制冷在船舶空调系统的运用 11

4.2船舶氨水吸收式空调系统设计 13

4.3 技术经济性分析 14

4.3.1蒸汽压缩式制冷系统 14

4.3.2 吸收式制冷系统 15

4.3.3 有关的经济性分析 15

4.3.4在将系统运用到船上时所面临的障碍 16

4.4 本章总结 16

第5章 吸收式制冷机组的性能分析 18

5.1通过计算验证吸收式制冷 18

5.1.1冷却水驱动空调制冷的计算分析 18

5.1.2冷却水驱动空调制冷经济性计算分析 18

5.2吸收式制冷机组的性能优点 18

5.3 影响吸收式制冷性能的问题分析 19

5.3.1 海况对吸收式制冷性能的影响 19

5.3.2机舱体积对吸收式制冷性能的影响 19

5.3.3氨与水的分离对吸收式制冷性能的影响 19

5.3.4解决方案 19

第6章 结论与展望 21

6.1 结论 21

6.2 展望 21

参考文献 22

致谢 25

第1章 绪论

1.1研究背景及意义

在原燃料方面，每个国家的石油一直是争夺产品中最重要的一环，在初期，我国的石油储量也很丰富，然而现在只能靠大量进口，人均拥有的水平很低，在能源利用方面还不够充分也对环境造成了不可磨灭的损害。而随着人类大规模全球石油资源利用的发展，在国际市场上的石油价格因地球资源枯竭并且也受到政治和经济因素的影响，原油价格越来越高。对于航运业而言，这对航运业来说是一件糟糕的事情，如此高的成本导致航运业越来越昂贵，所以减少能源的运用就显得尤为的突显。是以对废热、热收受接管和船舶新技术的利用变得尤为重要^[1，2，3]。在陆家亮、赵素平^[4] 阐发中，因为持久的普遍经济增加，我国能源操纵技术水平低，致使能源效力低下，有限的资本却受到了极大的华侈，并且还对情况造成污染，并激发一系列的恶果。以前，大家都在研究发动机废热的回收，现在延伸到航运领域，增加柴油机总能量的利用可以说是目前的头等大事，现在的柴油发动机是输出功率几万千瓦的能量尽可能的对其进行最大化利用^[5]。陈秋诚在引导分析^[6]中指出，余热的利用在船舶动力设备中主要由辅助锅炉和船用柴油机废热二部分组成，占据船用柴油发动机废热的主要部分。首要分为柴油机废热，冷却水余热等热丧失。对于排气废热主要用于涡轮机，如驱动涡轮增压器，进一步在柴油机功率和热效率有所加强，通过排气涡轮机制造淡水，采暖油和加热节水燃油消耗，也可用于涡轮发电电力。对于柴油机冷却水，废热是最重要的，由于其量大并且不需要转化就可以使用废热，可用于海水淡化，加热生活用水和燃油的加热以及作为吸热制冷装置。本文是对于吸收式制冷的分析与研究，在制冷技术已被普遍运用的今天，主要采用吸收式制冷机，利用废热进行冷却，本文是吸收式制冷的钻研，制冷工艺已被宽泛使用，首要采取吸收式制冷机，操纵废热来冷却，全世界有关的制冷学会针对林林总总的制冷和空调机的耗损预计世界上大约有10%-20%的发电量因其耗损^[7]。如果我们对各种余热加以利用，将其利用到吸收式制冷循环中不但可以减少能源的消耗还可以减少燃用化石燃料进而减少对环境的污染。

吸收式制冷相对来说已经是一项相比成熟的成绩了，已经在许多领域得到了应用，但其也有着许许多多的缺乏方面，好比设施大、功能系数低等方面。因此，如何利用好船舶柴油机余热就要首先提高吸收式制冷的性能系数进行合理的设计利用在船舶上，通过这样来加强改善柴油机能效低的问题。从量化的角度上对吸收式制冷使用余热运用到空调系统可行性来研讨，通过技术和经济性方面的分析研究对船用吸收式制冷进行进一步研究。

1.2国内外研究现状

因为船舶装备研发的掉队，海内主机柴油机尚未有本身的产物，市场被外资厂商把持，导致钻研总能操纵发展缓慢。 20世纪90年代初，广东开发的在陆地上使用柴油机废热来发电的一项技术，余热锅炉生产蒸汽除了重油加热和生活用气外也可以发电、供暖和制冷，提供了船舶工业的经验。1970年的年初，在世界范围内爆发了两次石油的危机，许多大型船厂、船舶设计研究机构、船舶电气设备供应商开始研究船舶船舶余热利用使用技术。西德KHD与柏林大学船用柴油发电厂合作研制的柴油机尾气余热发电设备齐全增强了排放余热的利用。日本菱重工也研究了这一方面，通过研究有了重大的突破，为能源总量的利用做出了重大贡献，从而产生了显着的经济效益。燃气轮机因其优点而受欢迎，并已在游船上使用^[8]。