转轮除湿空调在船舶上应用研究

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 转轮除湿空调在船舶上应用研究 摘要：以船用转轮除湿空调系统 的热力、电力性能以及除湿量、制冷量 为评价指标，研究系统处理空气参数、 再生温度对系统性能的重要意x。通 过研究发现，处理空气进口的含湿量以 及温度会对系统性能造成较大影响。由 此可见，海洋环境若在高湿的基础上， 存在高温情况，转轮除湿空调具有较强 的应用价值。 中国论文网 /2/view-12908559.htm 关键词：船舶；转轮除湿空调； 应用 中图分类号：TB 文献标识码： Adoi：10.19311/ki.16723198.2017.06. 096 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 轮船除湿空调属于空调方式的一 种体现形式，具有较强的环保性与高效 性，受到了陆地领域的广泛应用与大力 推广，节能效果十分显著。不过，在船 舶方面的应用实例较少。我国著名学者 曾提出，转轮除湿空调系统可以将废气 余热作为再生热源，这样可以提高系统 的节能环保性能；国外著名学者 Digiovanni 虽然提出了利用除湿转轮预 处理空调新风的概念，但并没有深入研 究；而后，国外学者在空调系统特点的 基础上，提出了四种实施方案，并对方 案的有效性进行了实践验证；近些年， 杨光海基于以往研究成果的引导，利用 相关实验平台，初步研究了空调系统运 行性能，实验表明，海水温度、转轮转 速并不会对系统性能产生显著影响。本 文借鉴前人理论，以系统处理空气参数、 再生温度对系统性能的重要意义为研究 对象展开如下讨论。 1 转轮除湿空调系统的研究现状 转轮除湿空调系统即借助干燥剂 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 转轮，对潜热负荷进行处理，借助蒸发 冷却器，对显热负荷进行处理。转轮除 湿空调系统的首个专利为 1955 年的 Pennington，基于 ARI 工况下，其热力 性能参数的最大值不超过 0.8。之后相 关科研人员对再循环模式进行了循环性 综合处理，不仅提高了制冷空间的制冷 量，采取通风模式，促使换热器的气流 温度实现了大幅度降低。这种有机结合 再循环模式以及通风模式的基础机制便 是增设转轮换热器，虽然有效强化了系 统性能，但仍存在风量不足的缺陷。 在上世纪下叶，Maclaine 提出了 SENS 模式，应用该种模式，在特定条 件下，系统热力性能参数的最优值可以 超过 2.0。其作业具体流程为：干燥转 轮对外界空气进行除湿处理；然后转轮 换热器对其进行冷却处理，继而将其混 合到室内循环空气中，将混合气体引入 以小型冷却搭冷却水为冷却介质的冷却 盘管，然后对冷却空气进行分流处理， 一部分为室内实现空调利用，另一部分 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 为冷却塔利用，然后对冷却水进行蒸发 冷却，完成后，排放于大气中。利用化 热器对室外再生空气进行初步加热，然 后利用太阳能加热处理，当其符合再生 温度后，利用干燥剂转轮对其进行处理， 最后将热湿空气排放于室外。据相关实 验表明，如果环境湿度、温度均达到 26，系统热力性能参数的最大值为 2.45。此后，相关研究人员还提出了 DINC 模式，相对比通风模式而言，应 用此模式，蒸发冷却器由直接方式形成 了间接、直接线组合的方式。此种模式， 有效分离了系统的湿符合以及热负荷处 理作业，具体流程如图 1 所示。 对再生空气进行加热处理，是船 用转轮除湿空调系统的主要运行能耗， 由于系统耗电量较小，所以，参考 COPt，可以对系统的能量利用率进行合 理有效的评价。 3 船舶转轮除湿空调实验分析 现阶段，船舶节能减排的主要措 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 施是回收、利用船舶余热。由于船舶具 有非常丰富的余热资源，余热的主要来 源便是船舶的主机废气，其余热量的总 量所占比约为 30%，并且由于品位较高， 排烟温度也非常高，据相关数据表明， 其排热温度的最大值可以达到 400， 最小值也不低于 260。普遍而言，船 舶上均配有余热锅炉，通过余热锅炉对 主机废气中的余热进行有效回收与利用， 可以产生一定量的高温蒸汽，此种蒸汽 多为压强在 0.7MPa 左右的低压饱和蒸 汽，其对应温度约为 165。这种蒸汽 具有多重用途，例如，保温、燃油加热 等，不过，这些用途并没有将废弃余热 的利用价值充分体现：假设一只船舶为 干货船，其容量为 1.3 万吨，主机功率 =7500kW，余热锅炉的出口排气降为每 小时 1400kg，保守计算，排气废热总量 的三分之一便可以满足该船舶在用汽方 面的需求。船舶的余热量、除湿量均较 大，应用转轮除湿空调系统，可以有效 实现节能减排。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 船舶航行存在时间短区域跨度大 的特点，导致其外部环境参数变幅非常 大。基于我国相关标准要求的指导，本 次实验的外部空气干球温度在 34左右， 湿度为 68%；内部空气干球温度在 26左右，湿度为 48%，且新风比的最 小值不低于 50%。海水温度约为 31， 系统转轮速度为每小时 8 转，送风温度 约为 18，辅助制冷机的蒸发气体表温 度约为 14。 4 结语 在海洋环境下，转轮除湿空调在 船舶上的实际应用过程中，其系统运行 工况会随着航行地点、环境气候条件而 产生剧烈变化。本文通过研究表明，再 生温度会在很大程度上影响转轮除湿空 调系统的运行能效，因此，在实际应用 过程中，应合理选择并综合考虑再生温 度值，确保其不会超出 100-200的 范围。如果转轮除湿空调系统的干燥剂 材料以及基体结构处于特定时，系统处 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 理空气流量将存有最优值。除此之