基于船舶制冷系统中的节能技术

在全球能源紧张与环保要求日益严苛的背景下，船舶行业也面临着巨大的节能减排压力。为此，相关工作人员要紧跟时代的发展趋势，遵循社会的发展需求，积极钻研先进的节能技术，这样才能将节能减排的思想理念贯彻落实。其中，在船舶领域中，制冷系统是出现能源损耗的工作领域，因其需要长时间连续运行所以 具备较高的能耗占比，这一问题也成为船舶进行节能改造的关键。传统制冷技术存在能效低以及制冷剂环保性差等问题，已难以满足行业发展需求。因此，要注重推行崭新的节能技术，这可以为船舶制冷系统的优化升级提供新的方向，有效推动了船舶行业可持续发展[1]。

一、高效压缩机技术

高效压缩机技术在船舶制冷系统中得到了广泛应用，其核心价值在于能够通过结构优化的途径，结合智能控制系统来显著降低压缩过程中的能量损耗。在应用此技术后，其中的变频调速功能可以根据船舶的实际冷负荷情况来动态调整压缩机的转速，这样可以有效避免出现定频压缩机频繁启停的问题，进而减少此过程产生的能量损失。而其中的涡旋压缩机能够凭借连续平缓的压缩能力，和低泄漏的特性，在中小冷量范围产生较大的工作效果。同时，高效压缩机技术在应用过程中还采用了轻量化的设计理念，这样可以有效减少运动部件惯性，这也是进一步降低摩擦损失的关键，确保压缩机时刻保持最佳的运作性能。因此，船舶制冷系统在更新的过程中需要积极结合运用此种先进技术，切实减少船舶制冷系统中出现的机械损失，并降低无效功耗的出现概率，有效降低了制冷系统的电量耗损，并减少了碳排放量。

二、天然环保制冷剂

船舶在建造的过程中需要考虑应用天然制冷剂，可以依据船舶条件和航行环境合理选择氨、二氧化碳或者碳氢化合物作为制冷剂，这样可以更好的发挥出环保价值，并实现能源的节省。此技术之所以具备较为显著的优势，是因为不会在应用中消耗臭氧，有效降低了对全球变暖趋势的影响，且具备优良的热物理特性。其中，氨的单位容积制冷量大且蒸发潜热高，具有系统运行压力适中的特点，尤其适用于大型冷冻系统，但在实际使用的时候要考虑到潜在的毒性风险，并做好可燃性的安全设计。另外，二氧化碳具有无毒不易燃的特点，但在实际应用中需要考虑到其可能无法适用于高压运行环境，在实际运用中也会对系统承压与部件效率提出挑战。因此，想要应用二氧化碳，就要注重优化气体冷却器的设计，且要结合采用高效膨胀机，这样才能更好的提升效率。至于碳氢化合物，其具有热力性能优异的特点，但却有着高度的可燃性，因此，在使用的时候需要慎重考虑，一般情况下可以应用在小型密闭系统中，且要配合做好严格的防爆措施[2]。

三、冷凝热回收技术

冷凝热回收技术在船舶制冷系统中也是极为重要的一种节能技术，此技术在应用后能够将制冷系统排放的低品位废热转化为可利用的能源，更好的实现了能量的梯级利用。此技术在应用的时候可以在冷凝器环节增设热回收换热器，这样可以帮助将原本需要排入海水或者是空气中的冷凝热进行回收处理，而回收的热量温度水平通常处于 40% -70℃区间内，此热源又能够利用到船舶日常的热水加热环节中，且能够为舱室实施供暖。如果吸收式制冷驱动过程中需要热源，此系统也能够及时提供。为了让此系统更好的发挥价值，在进行设计的时候需要注重精确匹配热源与热汇的参数，这是发挥其作用的基础。在后续工作中也要依据实际情况和需求做好换热器的选型工作，并对整个系统的管路进行合理布置。这样才能最大程度的实现热回收，且不会在技术应用期间影响主制冷循环性能。这样，船舶可以更好的利用废热资源，其能够替代传统燃油或者电加热为船舶提供必要的热量能源，这样可以显著节省船舶的燃油费用。

四、海水冷却化技术

海水冷却技术的应用可以让船舶在运行过程中直接利用丰富且低温的海水作为冷却介质，这种材料的运用可以替代或辅助做好机械制冷工作，能够在更大程度上降低制冷工作的能耗量。此项技术在实际运用中会利用到高效耐腐蚀的换热器，可以让低温海水直接冷却舱室送风或处理空气。除此之外，还可以考虑结合应用深井海水系统，此系统的应用可以为船舶提供更为稳定低温的水源。但在设计应用此技术的时候，工作人员也要切实考虑到海水可能会腐蚀金属结构的问题，而且海水中也可能存在生物污垢。为了能够杜绝这些因素导致设备腐蚀，可以选用抗腐蚀材料，如钛或者特种铜镍合金，这样可以显著提升防腐能力。同时要配合应用高效自动清洗装置，这样能够及时清理海水中的污物，在此期间也要应用更为先进高效的换热器流道，以减少堵塞风险等。这样，海水冷却技术可以更好的利用天然冷源替代高耗能压缩制冷[3]。

五、结束语

综上所述，船舶制冷系统节能技术的发展是一个持续探索创新的过程，需要该行业工作人员时刻秉持与时俱进的先进理念，注重优化现有的制冷系统，让船舶的制冷效果得以提升，且不会消耗更多的能源。从目前的角度来看，现阶段的制冷系统虽然已经积极应用了先进的节能技术，也已取得了诸多成果，但在技术集成以及系统优化等方面仍有提升空间。因此，在未来的发展环境中工作人员需要积极钻研崭新的材料和技术，并将更为新颖的理念融入其中，更好的推动船舶制冷系统节能技术朝向智能绿色的方向发展[4]。

参考文献：

[1] 徐成 . 船舶制冷与空调装置常见故障诊断与对策方法 [J]. 中国水运 ，2022，22（20）：35-37.

[2] 王树信 ， 王玉国 ， 彭佳杰 ， 林睿 ， 陈勇 . 船舶制冷剂应用现状与发展趋势 [J]. 船舶 ，2021，32（04）：55-62.

[3] 王爱龙 ， 于曼 ， 周文兵 . 并联制冷压缩机组在船舶冷藏系统中的应用 [J]. 机电工程技术 ，2021，50（08）：232-234.

[4] 郁红瑾 ， 陆建平 . 船舶空调制冷压缩机的液击损坏及防范措施 [J]. 南通航运职业技术学院学报 ，2020，19（01）：21-24.

2017 年度江西省教育厅科学技术研究项目：基于船舶制冷系统中的节能技术研究（GJJ171426）