50m灯光围网渔船制冷系统的优化设计和研究

摘要

制冷装置是能耗大户，对制冷系统进行深入节能研究分析有利于促进节能减排，提高经济效益。本文以福建省晋江深沪渔港某50m灯光围网渔船为研究对象，通过实地调研采集数据，并进行计算分析比较，对该船制冷保鲜系统进行了优化分析，主要研究结果如下：
　　 (1)对渔船上低温舱室的隔热层进行优化。利用限制单位面积传入热量的计算原则，选取热流密度为7、9、11W/m2，分别对渔船上各类低温舱的隔热层厚度进行计算比较。计算结果表明，在设定热流密度为7W/m2时，冻结间隔热层采用200mm聚氨酯发泡隔热效果是不够的，而冷海水舱却存在较大浪费。而当设定热流密度为9 W/m2和11W/m2时，三种低温舱室隔热层均存在一定程度的浪费。所以该型渔船上低温舱室隔热层原有的设计是不正确的，需重新改善设计。
　　 (2)选取舱室内外温差较大的冻结间，对将VIP真空隔热板应用于冻结间隔热层进行了技术探讨和经济分析。计算结果显示，在选取不同热流密度的情况下，采用真空隔热板+聚氨酯复合型隔热层都比单纯聚氨酯隔热层薄约93mm，可为船上冻结间总容量增加36.2m3。在初投资成本上，真空隔热板+聚氨酯复合型隔热层比单纯聚氨酯隔热层每平米传热面积贵约57元，并非不可接受。可以看出，VIP真空隔热板应用在渔船冻结间隔热层上是很经济适合的。
　　 (3)通过计算对比得知，渔船上现配有的压缩机并不能胜任制冷系统所需的供冷任务。其中冷海水系统压缩机为冷海水舱降温过慢；冻结-冷藏系统压缩机制冷量不能满足冻结间和冷藏舱满负荷时所需冷量。因此渔船上制冷压缩机需重新选配。
　　 提出两种压缩机选型方案，方案一为活塞式压缩机，方案二为船用螺杆式压缩机。并从作业情况、部分负荷下的性能等角度对两个方案进行比较分析，得出方案二更加适合渔船制冷系统作业，且部分负荷性能较好，比方案一更节能。
　　 (4)对渔船上制冷系统冷凝器进行优化计算。渔船上现配置了四台冷凝器，总冷凝换热面积达到260m2。而通过计算得出，最大186m2的冷凝换热面积即可满足系统现配置的四台压缩机同时工作时的冷凝需求，这远远小于现有配置。可以看出，现有冷凝器的选配存在较大浪费。
　　 (5)以每个冷间的冷却设备负荷为依据，计算渔船低温舱室蒸发器的换热面积。其中每间冻结间蒸发器换热面积应为107.6m2，对于φ38的钢管长度为900m；每间冷藏舱蒸发器换热面积应为81.8m2，对于φ38的钢管长度为685m；冷海水舱蒸发器换热面积取决于冷海水降温所需时间τ，τ取决于冷海水系统制冷压缩机的配置。
　　 (6)渔船上现在正在使用的制冷剂R22属于HCFC类制冷剂，对大气臭氧层有一定破坏作用。它只允许在过渡时期使用，需尽快研究找出替代它的绿色制冷剂。
　　 R290和R32都可以较好的替代R22。但R290的缺点是具有一定的可燃性；而使用R32替代R22时，由于系统压力和润滑油的差异，需重新设计配备压缩机及相关部件。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及现实意义

1.2 渔船保鲜系统的研究现状

1.2.1 渔船保鲜的发展及现状

1.2.2 渔船制冷系统的优化研究现状

1.3 研究内容

第2章 灯光围网渔船及其制冷系统

2.1 引言

2.2 渔船制冷系统的构成及配置

2.2.1 渔船结构及主要舱室布置

2.2.2 渔船制冷系统配置

2.3 渔船作业及保鲜流程

2.3.1 渔船作业方式

2.3.2 渔获保鲜方式

2.4 渔船制冷系统节能优化潜力的初步分析

2.5 小结

第3章 渔船制冷负荷的计算

3.1 引言

3.2 制冷负荷计算方法

3.2.1 围护结构传入热Q1

3.2.2 货物放热量Q2

3.2.3 电机运转热当量Q4

3.3 各低温舱的设备负荷和机械负荷计算

3.3.1 冻结间制冷负荷

3.3.2 冷海水舱制冷负荷

3.3.3 冷藏舱制冷负荷

3.4 小结

第4章 低温舱隔热层的优化

4.1 引言

4.2 隔热层厚度技术经济分析

4.2.1 隔热层经济性简介

4.2.2 隔热层厚度的计算方法

4.3 低温舱室隔热层厚度的计算

4.4 VIP真空隔热板在渔船低温舱的应用分析

4.4.1 VIP真空隔热板简介

4.4.2 真空隔热板的应用探讨

4.5 小结

第5章 制冷压缩机的选型与优化

5.1 引言

5.2 制冷压缩机选型理论分析

5.2.1 制冷压缩机选型要点

5.2.2 活塞式和螺杆式压缩机理论分析比较

5.3 渔船制冷压缩机选型分析

5.3.1 船用制冷压缩机特点

5.3.2 现配制冷压缩机类型合理性分析

5.4 不同压缩机选型方案分析

5.4.1 压缩机及电机配置方案

5.4.2 不同方案工作情况分析

5.4.3 不同方案部分负荷下的性能分析

5.5 小结

第6章 冷凝器及蒸发器的选型优化

6.1 引言

6.2 冷凝器的选型

6.2.1 船用冷凝器结构与特点

6.2.2 冷凝器的选型要点

6.2.3 冷凝器的选型计算

6.3 蒸发器的选型

6.3.1 蒸发器的选型原则

6.3.2 蒸发器的选型计算

6.4 小结

第7章 船用制冷剂的选择

7.1 引言

7.2 制冷剂的选用标准

7.3 船用R22的替代

7.4 小结

第8章 总结与展望

8.1 本文工作总结

8.2 展望

致谢

参考文献

在学期间发表的学术论文