然而,LNG 由于液化储存的特性,需将其气化后再使用,而现今的 LNG 船舶中, LNG 大多与海水直接换热,在大量冷能浪费的同时,也对海洋造成了不可估量得到环 境和生态污染。目前大多数船用空调都采用耗能巨大,污染严重的电制冷或压缩机制 冷,在环境和生态保护倍受重视的今天,以 LNG 废热作为冷源的 LNG 船船用空调系统 的使用成为了必然趋势。然而 LNG 的余热不能直接利用于空调末端,必须通过蓄冷技 术将冷能进行储藏后再利用。蓄冷技术成为必要手段,而在冰蓄冷空调系统中,空调 送风温度要低于普通空调系统,因此研究低温送风条件下,送风形式对整个船舶舱室 的热舒适性和空气品质的影响对于 LNG 船用冰蓄冷低温送风空调系统的研究和开发 有着重要的意思和深远的影响。论文网
1。2 当今船用空调存在的问题
船舶的空调设备是船员拥有一个舒适的工作和生活环境的保障。与此同时船用空 调设备也是船舶的重要辅助设备,一般情况下,空调系统的用电量能占 20%之多,减少空调设备耗能,对于船舶的节能研究十分重要。 目前,船用空调大多采用的是定风量空调系统。而定风量空调系统,通常是根据
空调设备在最大负荷情况下选定的。然而由于实际上空调系统大多是部分负荷运行, 这会导致较低空调系统的制冷系数,和系统的显著的能量损失。此外,夏天时,海上 温度较高,又由于海上本身环境湿度大,空气中含盐量大,尤其是在高温下特别严重, 这会对船舶本身及其设备、系统有很大的损害,也会引发各种人体病症,如多发性风 湿关节炎等。
在这种情况下,对于 LNG 动力船,应用其大量剩余的冷能来设计冰蓄冷低温送风 空调,能够有效地解决诸多问题。一者,LNG 大量的剩余冷能,为空调系统提供了冷 源,降低了空调设备的能耗,同时冰蓄冷的低温送风空调系统也能极大地减少初透。 另外,由于低温送风空调的送风含湿量低,能够有效保证船舶舱室处于较为的干爽的 环境,使得船员拥有更为舒适的环境。
1。3 空调蓄冷技术研究现状
1。4 低温送风空调系统的发展和现状
1。4。1 低温送风的原理
1。4。2 低温送风空调研究现状1。5 室内气流组织的模拟方法
研究空调室内气流分布的方法主要有模拟实验、射流理论分析、Zonalmodel 和 数值模拟法[11-13],各模拟方法,详述如下:
(1)模拟实验法 模拟实验法是指构造一个与实际相近的空调房间,而后,在室内布置测量器具,
通过实际空调运行的表现,来获得室内气流组织分布形式。尽管模拟实验法一般能获 得较为精确的结果,但是由于实验周期长、测量器具数量限制、成本高等不利因素的 限制使其真正在工程实例中进行显得困难重重。
(2)射流公式法 射流公式法,顾名思义是在理想或者标准室内工况下得到的实验公式,可以对送风口气流的速度、温度及轨迹进行预计,但是由于公式较为理想的状况下才适用的, 因此会有不可避免的误差。与此同时,该公式无法得到整个房间的气流分布情况,而 只能获得一些室内的集总参数性的信息。
(3)ZonalModel 法
Zonalmodel 法,就是将房间划分为有限个区域,并且默认在每个区域具有相同 的气流温度,速度等物理参数,而每个区域间存在热交换,通过建立各区域间的质量 和能量守恒方程,通过考虑各区域间的流动来确定室内气流的分布形式。然而这种方 法同样具有很大的局限性:由于 ZonalModel 法是进行区域划分,因此实验房间若是 有较大的温度梯度,必然不适用;未考虑边界层对气流组织分布的影响;在同一区域 中,默认静压等物理参数是相同的,然而静压只在平行流层中才会近似相同;未考虑 辐射换热对室内气流分布的影响。