本文關(guān)鍵詞： 液化天然氣 船舶空調(diào) 冷能利用 經(jīng)濟性分析　出處：《江蘇科技大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：船舶空調(diào)系統(tǒng)作為提高船員生活舒適性設(shè)備被廣泛安裝于船舶,然而船舶空調(diào)系統(tǒng)消耗大量的船舶電力,從而間接導(dǎo)致了環(huán)境污染。近年來液化天然氣(LNG)動力船以其清潔、環(huán)保受到船舶市場的青睞。LNG富含大量的冷能,將船舶上的LNG冷能應(yīng)用到船舶空調(diào)系統(tǒng)已經(jīng)具有很強的現(xiàn)實意義。本文針對以LNG為燃料的某3000噸多用途船,開展了將LNG冷能利用于船舶空調(diào)的研究�；跓崞胶饫碚�,利用TRNSYS建立了船舶多功能艙室動態(tài)負荷數(shù)學(xué)模型,同時根據(jù)船舶艙室人員在室率、燈光和設(shè)備使用率等實際使用情況,計算得到了該船舶空調(diào)系統(tǒng)的冷負荷。計算結(jié)果表明:1)所研究的船舶艙室總冷負荷全年最大值為10.76kW,總制冷時間為4480h,占全年總時間的55.7%;2)所研究的船舶艙室中駕駛室Room7冷負荷最大,為1.998kW;3)各個艙室的冷負荷在每天的下午4點達到最大值,早上7點達到最小值。計算結(jié)果為LNG冷能船舶空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計提供基礎(chǔ)設(shè)計數(shù)據(jù)。針對3000噸多用途船提出了三種LNG冷能船舶空調(diào)系統(tǒng)的概念性設(shè)計方案:LNG冷能船舶空調(diào)一級載冷劑循環(huán)系統(tǒng)、LNG冷能船舶空調(diào)二級載冷劑循環(huán)系統(tǒng)、LNG冷能船舶空調(diào)制冷循環(huán)系統(tǒng)�；凇昂谙淠Ｐ汀崩碚�,采用模塊化方法在Aspen Plus中建立了LNG冷能船舶空調(diào)系統(tǒng)全局仿真模型,以?效率和實際運用可行性為目標(biāo)導(dǎo)向,對三種設(shè)計方案進行了熱力學(xué)分析,計算系統(tǒng)各節(jié)點壓力、溫度、焓、熵、?等參數(shù)。仿真結(jié)果表明,以R404a為一級載冷劑,60%乙二醇溶液為二級載冷劑的LNG冷能船舶空調(diào)二級載冷劑循環(huán)的改進方案S2系統(tǒng)具有更強的實際可操作性,且該系統(tǒng)中換熱器HE1的?效率為25.05%。費用年值法是綜合設(shè)備初投資和運行費用兩方面影響因素的設(shè)備經(jīng)濟性分析方法,基于此方法對3000噸多用途船的常規(guī)蒸汽壓縮制冷和LNG冷能空調(diào)實施方案進行經(jīng)濟性分析和評價。通過計算表明:蒸氣壓縮式船舶空調(diào)的費用年值為5.635萬元,LNG冷能船舶空調(diào)系統(tǒng)的費用年值為3.119萬元,費用年值降低2.516萬元,因此LNG冷能船舶空調(diào)系統(tǒng)具有良好的經(jīng)濟性。針對LNG冷能船舶空調(diào)二級載冷劑循環(huán)S2系統(tǒng),設(shè)計了實驗方案。對LNG汽化系統(tǒng)、載冷劑循環(huán)系統(tǒng)、缸套冷卻水回?zé)嵯到y(tǒng)、空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)進行了關(guān)鍵部件設(shè)計、選型;并在實船上搭建了實驗測試系統(tǒng),同時對所用器材進行了選型;制定了實驗大綱。
[Abstract]:Marine air conditioning system is widely installed in ships as the equipment to improve the comfort of crew life. However, ship air conditioning system consumes a lot of ship electricity, which indirectly leads to environmental pollution. In recent years, liquefied natural gas (LNG) power vessels are clean. The environmental protection is favored by the ship market. LNG is rich in a lot of cold energy. It has a strong practical significance to apply the LNG cold energy on board the ship to the air conditioning system of the ship. This paper aims at a 3000 ton multi-purpose ship fueled by LNG. The application of LNG cold energy to marine air conditioning is studied. Based on the theory of heat balance, the dynamic load mathematical model of multifunctional cabin is established by using TRNSYS. At the same time, according to the occupancy rate of cabin personnel, Actual use of lighting and equipment, etc., The calculation results show that the maximum annual total cooling load of ship cabin is 10.76 kW, and the total refrigeration time is 4480 h, which accounts for 55.7% of the total time of the whole year. For 1.998kWm3) the cooling load of each compartment reaches its maximum at 4 pm every day, The calculation results provide basic design data for the design of LNG cold energy ship air conditioning system. Three conceptual design schemes of LNG cold energy ship air conditioning system are proposed for 3 000 ton multipurpose ship. LNG Cold Energy Marine Air Conditioner cycle system LNG Cold Energy Marine Air conditioning Refrigeration cycle system. Based on the theory of "Black Box Model", The global simulation model of LNG cold energy ship air conditioning system is established in Aspen Plus by modularization method. Based on the objective of efficiency and practical feasibility, the thermodynamic analysis of three design schemes is carried out to calculate the pressure, temperature, enthalpy and entropy of each node of the system. Simulation results show that the improved scheme of LNG cold energy marine air conditioning two-stage refrigerant cycle with 60% ethylene glycol solution as the first stage carrier refrigerant R404a is more practical and feasible, and the HE1 of heat exchanger in the system? The efficiency is 25.05. The annual cost value method is the economic analysis method of the equipment, which affects both the initial investment and the operating cost of the comprehensive equipment. Based on this method, the economic analysis and evaluation of conventional steam compression refrigeration and LNG cold energy air conditioning for 3000t multi-purpose ship are carried out. The calculation results show that the annual cost of steam compression ship air conditioning is 56,350 yuan (RMB). The annual cost of marine air conditioning system is 31,190 yuan. The annual cost is reduced by 25,160 yuan, so the LNG cold energy ship air conditioning system has good economy. For the LNG cold energy ship air conditioning two stage refrigerant cycle S2 system, the experimental scheme is designed. For the LNG vaporization system, the carrying refrigerant circulation system, The cylinder liner cooling water recuperation system and air conditioning system are designed and selected. The experimental test system is set up on board the ship and the equipment used is selected. The experimental outline is developed.
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U664.86

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本文編號：1510905