新型模拟化冷水组预设及趋势运用

　　随着国民经济的快速发展，近几年我国船舶工业以每年10% 15%的速度持续增长， 2004年全国造船产量已达850万吨，占世界市场份额的15% ，特别是游艇上，造船产量连续10年居世界第三位。伴随社会生活条件的稳步提高，船员追求舒适生活环境的愿望逐渐强烈，组装灵活方便、空间利用率高的模块化冷水机组也逐步应用于各类船只上，其需求日益旺盛，市场前景广阔。

　　3船用模块化冷水机组的选型组成

　　为了体现模块化冷水机组的结构紧凑、节能高效、高可靠性等特点，必须详细分析，并确定其部

　　3 1制冷压缩机的选型

　　制冷压缩机是船用模块化冷水机组的心脏，它直接关系到机组的性能和机组的可靠性。船用模块化冷水机组模块属于小冷量范围，对于小型机组，均采用全封闭制冷压缩机，目前，在该范围的全封闭制冷压缩机分为往复式、滚动转子式和涡旋式等三类。虽然往复式问世已久，但近年来在提高性能方面仍不断取得可喜成果，通过计算机模拟研究，不断提高压缩机性能，使其继续向着高效率、小尺寸、重量轻、低噪声及延长使用寿命等方向发展。为了提高压缩机效率、降低能耗，使其继续向小型化、轻型化发展，回转式压缩机被广泛应用，其中滚动转子式是一种很有发展前途的压缩机。实践证明在小型空调和家用冰箱的使用中，它的性能较好。

　　涡旋式压缩机也是一种很有发展前途的压缩机，其绝热能效比比往复式的约高10%.同时涡旋式压缩机具有效率高、结构简单、零部件少、体积小、重量轻、振动小、噪声低等特点。

　　全封闭涡旋式制冷压缩机的润滑系统采用压差供油方式，而压差供油与压缩机转速无关，从而使运转系统更加可靠，经上述分析，确定选用涡旋式制冷压缩机作为模块化冷水机组的压缩机。

　　3 2冷凝器的选型

　　冷凝器是模块化冷水机组中的主要热交换设备之一。高压、过热制冷剂蒸汽在冷凝器中由冷却介质冷却后，凝结成饱和液体或过冷液体。由于模块化冷水机组空间小，在此选用水冷式冷凝器。

　　水冷式冷凝器主要有壳管式，套管式和板式等几种型式。对于船用空调系统的冷凝器，考虑到我国海水泥沙含量和杂质较多，腐蚀性较强等因素，经综合评价后确定采用壳管式结构。

　　壳管式冷凝器将采用BFe10- 1- 1高效强化传热管，与海水接触部分采用ZCUAl9Mn2材料，管板采用CUAl9Mn2 + 16MnR的复合板，壳体采用Q235A板材卷制而成。

　　3 3蒸发器的选型

　　蒸发器是船用模块化冷水机组中重要的换热设备之一。低压过冷的制冷剂液体在其中吸热蒸发，从而带走舱室设备和人员产生的热量。

　　由于其换热介质是内部循环水，不存在海水的泥沙问题。板式热交换器由于具备高性能、省空间、省能源、维护简单等优点，并具有较高传热效率，确定采用不锈钢板式换热器作为蒸发器。

　　3 4船用模块化冷水机组系统配件的确定

　　制冷配件在系统中也是非常重要的组成部分，为了确保设备的高可靠性，选用质量好、可靠性高，用户评价好的产品。

　　3 5船用模块化冷水机组整体结构设计

　　由于船用模块化冷水机组在船舶航行过程中仍然要满足正常使用要求，船舶运行中的摇摆升沉，将对模块化冷水机组的机械强度、安全可靠性产生较大影响，结构设计时不容忽视。船用模块化冷水机组受船体的摇摆、倾斜、振动的影响，船舶在风浪中航行产生的摇荡有横摇、纵摇、艏摇、垂荡（又称升沉）、横荡、纵荡六种形式，其中横摇、纵摇及垂荡对船舶设备的正常运行影响相对较大。为了确保设备的高可靠性，采取了以下措施：（ 1）框架结构采用不锈钢材料，在工程应用过程中，有非常好的实例；（ 2）在压缩机底部安装橡胶隔振器，以免振动的传递；（ 3）压缩机的吸、排气口安装不锈钢软接；（ 4）设备与船体相连时，安有弹簧隔振器。

　　4船用模块化冷水机组电控原理

　　船用模块化冷水机组的控制系统由一台内嵌式控制箱和现场检测仪表组成。控制系统采用可编程序控制器（简称PLC）作为控制系统的核心部件。

　　由于它具有紧凑的设计，良好的扩展性、低廉的价格、丰富的功能模块，可靠性高，运行速度快，继承和发挥了它在大、中型PLC领域的技术优势，使得它在各行各业中的应用得到迅速推广，在规模不太大的控制领域是较为理想的控制设备。PLC是按一定算法进行输入/输出变换，并将这个变换给以物理实现，应用于工业现场。PLC转为工业现场应用而设计，采用了典型的计算机结构，它主要是由CPU、电源、存储器和专门设计的输入/输出接口电路等组成。

　　在船用模块化冷水机组中，为了使整个系统能正常运行，并达到所要求的指标，有许多热工参数要进行控制，如温度、压力、流量等。船用模块化冷水机组是个自动调节系统，都是在无人直接参与下，能使被调参数达到给定值，它是由调节对象、发信器、调节器和执行器组成的闭环系统。

　　5船用模块化冷水机组的优点

　　5 1模块化组合，扩展方便，互为备用，安全可靠根据系统安装负荷的需要，制冷系统由若干个模块单元组合而成，紧凑而节省空间；通过增加新的模块单元，可以随时根据需要进行容量的扩展，非常方便。

　　可编程控制器（ PLC）集中控制所有模块单元的运行，使单一的模块一体化成为一个完整的机组。中央控制器可以记录和显示机组的运行信息，并对故障条件进行诊断，同时可程序设定机组中的每个模块单元的工作顺序，确保所有的压缩机具有均匀的使用时间。

　　由于模块化冷水机组是多系统的，当制冷模块出现故障时，中央控制系统可以自动切换其它模块工作，以保持系统输出负荷的稳定。

　　5 2峰值效率运行，高效节能每个模块单元自成系统，独立运行，当外部负荷改变时，程序控制可根据冷媒水温度，实时调节投入运行的模块单元数，无论输出负荷如何改变，机组始终保持峰值效率不变，即使在部分负荷下，也不会降低机组的工作效率。

　　因此使用模块化冷水机组，容易满足系统设计和系统改变的要求，尤其是在部分负荷和低负荷工作的情况下，节能效果非常明显，而传统的大型系统是无法满足如此要求的。

　　5 3船用模块化冷水机组采用电磁兼容性设计船用模块化冷水机组是频繁启动的大容量电器，不可避免会产生电磁干扰，若不加以控制解决，其电子辐射将影响船舶上的其它电子设备。轻者可影响产品精度，重者能使设备无法正常工作。

　　另外船用模块化冷水机组也不应被其它电子设备产生的电磁辐射所影响，特别是船用模块化冷水机组的安全电路、控制信号电路应采取可靠的隔离措施。船用模块化冷水机组设计中合理运用屏蔽设计、接地设计、滤波设计、隔离设计等电磁兼容性设计方案，*大限度地削弱甚至消除电磁干扰，避免船舶电气系统之间正常使用时的相互影响。

　　6船用模块化冷水机组的应用前景

　　发达国家船用冷水机组模块化市场化应用已经很成熟了，并已做到了模块单元的型号系列化，备件通用化，可以根据负荷需要进行模块单元数量的合理组合，以达到*佳的性能匹配要求。

　　随着我国造船行业的快速发展，对冷水机组数量的需求不断扩大。由于船上环境条件的特殊要求，与一般民用制冷设备不同，船用冷水机组至今没有一个统一的规范，都是根据需要进行匹配设计和生产，难以形成批量化、标准化，特别是旧船改造时受到舱室空间条件的限制，给冷水机组的更新改造带来极大的困难。

　　使用模块化冷水机组，可以省去为研制大型机组带来的高开发成本，同时*大限度地使船用大型冷水机组实现标准化和通用化，便于进行规模化生产；同时可以降低成本，利于提高技术工艺水平；可根据不同类型的船只及舱室空间进行组合，*大限度的发挥了船用冷水机组模块化的优点。

　　总之，船用模块化冷水机组是我国船用制冷设备的发展趋势，发展模块化制冷技术，对推动我国船用制冷行业的技术进步和规模化发展将会起到巨大的促进作用。