1．目的及意义

1.1设计目的及意义

船舶制冷系统在任何船舶上都是一个很重要的部分。在船上食物和饮品、货物甚至是垃圾都总是需要保持在最理想的状态。保存良好的食物和饮品对于乘客和船员的健康至关重要。甚至是货船也需要配备高质量的制冷和空调系统，因为货船的主要任务就是保证运输中货物的质量,所以船舶的制冷系统对于船舶而言至关重要。而且现代船舶自动化程度越来越高,作为维持船舶生存条件之一的船舶伙食冷库的作用也日益为人们所认识、重视。船用冷库制冷系统大多采用“一机多库”系统,即正常工作过程中,一台制冷压缩机同时为几个冷库服务,而各库的库温均不相同,高、低温库间的库温相差很大,相应蒸发温度的设定也就相差很大,因而,有关温度、压力的设定就很为重要。

在船舶上应用制冷和空调技术在快速发展。为了实现服务人员的质量的提升, 就需要对传统的设计方案进行基本的革新。由于不同类型的冷藏温度的蒸发, 经常会有四五个的冷凝单元, 只需增加蒸发压力流量, 但管道上的调节器难以满足实践提出的具体要求, 因而需要在计算机技术的基础上实现自动控制技术的提出, 将每个冷库的温度都控制在一定范围之内, 在既定的标准下进行工作, 如设备制造商植入程序到压缩机, 压力控制器, 电流继电器等, 实现这部分设备的自我调节, 进一步满足既定的条件, 并实现经济的平稳、可持续发展, 在实践过程中发挥着重要的价值和意义。 而随着现代相关船舶技术的不断发展,对船舶空气调节系统的要求也越来越高。而建立能准确反映船舶空调系统特性的数学模型对系统的运行控制和性能分析有着重要意义。因此,对船舶空调系统进行建模与仿真研究显得尤为重要。

1.2国内外研究现状

二十世纪九十年代，我国各远洋公司选用的冷藏集装箱均为压缩式氟利昂制冷机，端部内藏式机组，箱体外壁为铝合金板，内壁为不锈钢板，中间为聚氨脂整体发泡隔热材料。冷藏箱的制冷是冷风从箱体前端下部进入，沿通风轨向后端流动，并不断通过货物区，再从箱体后端沿上部回风空间返回冷风机，实现冷风循环。上世纪70年代末，大连海运学院从Norcontrol公司引进了轮机模拟器。1994年，武汉交通科技大学与亚洲仿真控制系统公司共同研制了以杂货轮船为仿真对象的国产轮机模拟器，而青岛远洋船员学院自2002年研制的COSCOQMC-I型轮机模拟器已投入使用。目前在发展方面，清华大学等高校通过实验或是理论研究的方法对制冷空调系统进行技术方面的探讨，并且实现建模和仿真的检验，在制冷空调方面有显著的成就。当前我国研究出一种模糊控制的制冷系统，该系统采用变频组合式空调箱，空气经集中处理（除湿、加热、加湿、除尘净化等）输送到模拟舱室，舱室采用顶部静压箱送风，侧面回风的方式，可保证模拟舱室温度场的均匀。试验测试显示，舱室温度场最大温差不大于3℃。空调箱采用变频风机，可根据舱室内的温度和二氧化碳含量变化情况调节送风量。但需要采用自动控制系统来监控舱室内二氧化碳浓度的变化，并及时作出反应，调节新风阀门的开度，改变送入舱室内的新风量。这样提供的新风量与实际所需要的新风量基本吻合，不仅提高了空气质量，而且还降低了冷、热量的消耗，节约了能源。

在外国，二十世纪九十年代，对船舶的制冷技术研究非常多，有斯塔尔公司的螺杆压缩式制冷机，日本前川公司带经济器的螺杆制冷机和大金公司的单螺杆制冷机，民德的螺杆式制冷机。随着计算机水平的提高，国际上的学者开始通过建立复杂的微分方程，应用计算机编程技术开展制冷空调的计算机模拟和预测工作。外国的整个仿真系统有了很大进步，德国的西门子、英国的船商公司、波兰的Golynnia学院、日本的三菱公司等都致力于对轮机仿真模拟器进行研究和制造，其中挪威的挪控公司最为显著，该公司的产品处于世界领先地位。例如挪控公司的RTA-III型轮机模拟器，仿真逼真度高，运行速度快，但是人机界面不太友好，而Transas公司的人机界面比较友好。

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2. 研究的基本内容与方案

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2.1研究的基本内容