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摘 要：在船舶的制造过程中，制冷与空调系统是十分重要的环节，制冷与空调系统的有效运行是确保船舶上良好生活质量和工作环境的前提和基础，此外，船舶制冷与空调系统对船上的卫生状况也有一定的影响。但是，对于船舶制冷与空调系统的研究较少，本文以船舶的制冷与空调系统为研究对象，对船舶制冷与空调系统的工作过程以及工作原理进行了总结分析，详细介绍了船舶制冷与空调系统的组成。
关键词：船舶制冷与空调系统；制冷空调；压缩机
一、船舶制冷空调技术推广的背景
（一）采用新型制冷技术的重要性
传统的商用船舶一般采用内燃式的柴油机作为主要推动装置和发电机。这样，船舶在航行或装卸货物的过程中会排放大量的废气，并且废气中还含有大量的热量。当前，大多数船舶的空调制冷系统采用的仍然是蒸汽压缩式系统，这种系统对燃油的需求量较高，此外由于其中采用的制冷剂为氟利昂化合物，容易对臭氧层造成较大的破坏。之后，有专家和学者提出采用R12、R22等对臭氧层破坏较小的物质来代替氟利昂化合物，但是这些替代的物质也属于温室气体，容易加剧温室效应。随着全球环境问题的日益加剧，寻找合适的制冷剂也是业界关注的重点。
近年来，出现了一种新型船舶制冷空调技术，即吸附式制冷技术。该技术突破了传统制冷技术的概念，省去了压缩机、氟利昂等，利用废气中的余热和废热进行制冷，实现了能源的循环利用。
（二）传统制冷技术与新型制冷技术的对比
传统制冷技术对能源的需求量和消耗量都较大，我国传统商业船舶一般采用蒸汽压缩式制冷技术，但是该技术有两项明显的缺陷。首先，压缩机的能量利用率不高，能源消耗量较大；其次，采用氟利昂作为制冷剂，容易对臭氧层造成较大的破壞，并产生较多的温室气体。
与传统的蒸汽式压缩制冷技术相比，吸附式制冷技术在工作原理上并没有本质上的差异，都属于液体气化的方式进行制冷，也就是利用沸点较低的液体在低温下气化带走热量从而起到制冷的效果。但是两种制冷技术还是有较大的差别，具体体现在以下几个方面。
首先，吸附式制冷技术实现了逆向传热，提高了能源的循环利用率，因此对能源的需求量要求不高。在吸附式制冷技术中，热能可以是废热、地热水，也可以是燃气，甚至可以是经过转化的太阳能。因此，吸附式制冷技术有效的扩展了对能源的利用范围，而不是像蒸汽压缩式制冷技术那样只能消耗电能。
其次，吸附式制冷机主要由发生器、冷凝器、蒸发器等几个部分组成，在结构上进行了较大的简化，运转过程中的振动和噪声都较小，具有广泛的应用范围。
此外，吸附式制冷系统还具有安全、可靠等优点。吸附式制冷机的机组型构造对管材的需求量较少，可以有效降低使用成本。
二、我国船舶制冷技术的发展
在最近的20年时间里，我国的船舶产业得到了快速发展，在全球范围内都获得了一席之地，相应的，船舶制冷设备和技术也有了相应的发展。由于传统的CFCs制冷剂会对臭氧层造成破坏，而R12、R502等是温室气体的组成成分，当前这些制冷剂都已经逐渐被不含氯的绿色制冷剂所取代。
中国作为一个发展中国家，在制冷剂发展方面虽然落后于发达国家，但是在新建的船舶中已经进行了制冷剂的更新换代，在这方面可以说是走在了世界前列。R22在制冷方面有着优越的性能，但是由于它会造成温室效应，在近年来也逐渐被取代，寻找到R22的替代品也成为了社会关注的热点。当前，较为理想的R22替代产品包括R404A、R407C等。
但是这些制冷剂都属于人工合成物质，它们的大量使用可能会对自然环境和生态平衡造成一定的破坏。自然制冷剂的应用受到了人们的更多关注，这些自然制冷剂包括二氧化碳、碳氢化合物等，甚至连人们最常见的空气和水也开始被应用到冷凝剂的研发中。在制冷设备方面，以NH3和CO2为制冷剂的复合式压缩机将是未来的发展趋势，主要原因包括以下几个方面：第一，在同样的活塞排量下，CO2的制冷量是R22的8.5倍；CO2价格低廉且易于购买；管路的直径较小，便于安装，能够有效的降低生产成本，节省建造时间；即使出现管径泄露的问题也不会对环境造成污染或对船员的生命健康产生危害，具有较高的安全性。
三、船舶制冷空调技术的应用
在我国近年来建造的船舶中，货船的数量占了较大的比重，制冷空调技术在货船中的应用也较为普遍。随着货船建造技术的进步以及船员对生活质量要求的提升，原本只有两个冷库的货船结构已经难以满足实际的需求。再考虑到冷库的制冷设备必须100%备用，当前常用的做法是选择一对压缩冷凝机组分别承担满负荷工作的任务，并共同为冷库工作。在这种情况下，一台压缩冷凝设备经常需要为多个库工作，如鱼库、肉库、蔬菜库等。而不同类型的冷库对温度的要求都有所不同，光靠蒸发压力器的调节是难以满足要求的。为了更好的调节冷库温度，一些制冷空调系统引进了PLC控制技术，通过计算机技术、自动控制技术、通讯技术的整合，实现了对每一个冷库温度的预设，使每一个冷藏系统的温度都可以单独进行自动调节，或者按照一定的规律进行变动。而货船上的船员人数一般不多，空调系统中的单台空气处理器就能够满足全船的制冷需求。系统一般采用直接蒸发的工作模式，也就是制冷剂直接在空气冷却器中蒸发达到冷却空气的目的，这样能够有效降低能源消耗，还能简化制冷的流程。
船舶上的空间十分有限，在这种情况下，单风管送风系统得到了较为广泛的应用。这种系统具有结构简单、建造方便的优点。但是，其缺陷也是较为明显的，即无法满足不同舱室对温度的不同需求。尽管，单风管送风系统可以依靠调节布风器的送风量来调节船舱内的温度，但是室内的新风量没有有效的保障，舱内的卫生状况也受到了影响。为了对这些缺陷进行改善，具有末端再加热功能的单风管集中式空调系统得以研发。其工作原理是在布风器内部装电加热器，通过电加热空气来弥补船舱内的温差以实现对温度的调节。与双风管系统相比，这种改进后的单风管系统占用空间小，与此同时还能保障船舱内的送风量和新空气量，提高了船舱内的卫生状况，因而在船舶中得到了广泛的应用。
四、结语
从上文的介绍不难看出，船舶制冷空调技术在发展的过程中更加注重环保型和人性化，这符合了人们对生活环境和工作条件要求的不断提升。制冷技术的发展是建立在制冷设备不断完善和制冷剂不断更新的基础上的，在新型设备和技术的支持下，船舶制冷空调系统将获得进一步的发展和完善。
参考文献：
[1]甘念重，李格升.船舶空调利用余热制冷的热经济性分析[J].武汉理工大学学报： 交通科学与工程版，2010（08）：45-46.
[2]胡贤民.利用船舶主机余热进行吸附式空调制冷可行性研究[J].荆门职业技术学院学报，2011（02）：65-66.
[3]王鲁峰，李辉，万小利.模拟多种发动机尾气热源的吸附制冷试验台研究[J].2011（03）：81-83.
关键词：船舶制冷与空调系统；制冷空调；压缩机
一、船舶制冷空调技术推广的背景
（一）采用新型制冷技术的重要性
传统的商用船舶一般采用内燃式的柴油机作为主要推动装置和发电机。这样，船舶在航行或装卸货物的过程中会排放大量的废气，并且废气中还含有大量的热量。当前，大多数船舶的空调制冷系统采用的仍然是蒸汽压缩式系统，这种系统对燃油的需求量较高，此外由于其中采用的制冷剂为氟利昂化合物，容易对臭氧层造成较大的破坏。之后，有专家和学者提出采用R12、R22等对臭氧层破坏较小的物质来代替氟利昂化合物，但是这些替代的物质也属于温室气体，容易加剧温室效应。随着全球环境问题的日益加剧，寻找合适的制冷剂也是业界关注的重点。
近年来，出现了一种新型船舶制冷空调技术，即吸附式制冷技术。该技术突破了传统制冷技术的概念，省去了压缩机、氟利昂等，利用废气中的余热和废热进行制冷，实现了能源的循环利用。
（二）传统制冷技术与新型制冷技术的对比
传统制冷技术对能源的需求量和消耗量都较大，我国传统商业船舶一般采用蒸汽压缩式制冷技术，但是该技术有两项明显的缺陷。首先，压缩机的能量利用率不高，能源消耗量较大；其次，采用氟利昂作为制冷剂，容易对臭氧层造成较大的破壞，并产生较多的温室气体。
与传统的蒸汽式压缩制冷技术相比，吸附式制冷技术在工作原理上并没有本质上的差异，都属于液体气化的方式进行制冷，也就是利用沸点较低的液体在低温下气化带走热量从而起到制冷的效果。但是两种制冷技术还是有较大的差别，具体体现在以下几个方面。
首先，吸附式制冷技术实现了逆向传热，提高了能源的循环利用率，因此对能源的需求量要求不高。在吸附式制冷技术中，热能可以是废热、地热水，也可以是燃气，甚至可以是经过转化的太阳能。因此，吸附式制冷技术有效的扩展了对能源的利用范围，而不是像蒸汽压缩式制冷技术那样只能消耗电能。
其次，吸附式制冷机主要由发生器、冷凝器、蒸发器等几个部分组成，在结构上进行了较大的简化，运转过程中的振动和噪声都较小，具有广泛的应用范围。
此外，吸附式制冷系统还具有安全、可靠等优点。吸附式制冷机的机组型构造对管材的需求量较少，可以有效降低使用成本。
二、我国船舶制冷技术的发展
在最近的20年时间里，我国的船舶产业得到了快速发展，在全球范围内都获得了一席之地，相应的，船舶制冷设备和技术也有了相应的发展。由于传统的CFCs制冷剂会对臭氧层造成破坏，而R12、R502等是温室气体的组成成分，当前这些制冷剂都已经逐渐被不含氯的绿色制冷剂所取代。
中国作为一个发展中国家，在制冷剂发展方面虽然落后于发达国家，但是在新建的船舶中已经进行了制冷剂的更新换代，在这方面可以说是走在了世界前列。R22在制冷方面有着优越的性能，但是由于它会造成温室效应，在近年来也逐渐被取代，寻找到R22的替代品也成为了社会关注的热点。当前，较为理想的R22替代产品包括R404A、R407C等。
但是这些制冷剂都属于人工合成物质，它们的大量使用可能会对自然环境和生态平衡造成一定的破坏。自然制冷剂的应用受到了人们的更多关注，这些自然制冷剂包括二氧化碳、碳氢化合物等，甚至连人们最常见的空气和水也开始被应用到冷凝剂的研发中。在制冷设备方面，以NH3和CO2为制冷剂的复合式压缩机将是未来的发展趋势，主要原因包括以下几个方面：第一，在同样的活塞排量下，CO2的制冷量是R22的8.5倍；CO2价格低廉且易于购买；管路的直径较小，便于安装，能够有效的降低生产成本，节省建造时间；即使出现管径泄露的问题也不会对环境造成污染或对船员的生命健康产生危害，具有较高的安全性。
三、船舶制冷空调技术的应用
在我国近年来建造的船舶中，货船的数量占了较大的比重，制冷空调技术在货船中的应用也较为普遍。随着货船建造技术的进步以及船员对生活质量要求的提升，原本只有两个冷库的货船结构已经难以满足实际的需求。再考虑到冷库的制冷设备必须100%备用，当前常用的做法是选择一对压缩冷凝机组分别承担满负荷工作的任务，并共同为冷库工作。在这种情况下，一台压缩冷凝设备经常需要为多个库工作，如鱼库、肉库、蔬菜库等。而不同类型的冷库对温度的要求都有所不同，光靠蒸发压力器的调节是难以满足要求的。为了更好的调节冷库温度，一些制冷空调系统引进了PLC控制技术，通过计算机技术、自动控制技术、通讯技术的整合，实现了对每一个冷库温度的预设，使每一个冷藏系统的温度都可以单独进行自动调节，或者按照一定的规律进行变动。而货船上的船员人数一般不多，空调系统中的单台空气处理器就能够满足全船的制冷需求。系统一般采用直接蒸发的工作模式，也就是制冷剂直接在空气冷却器中蒸发达到冷却空气的目的，这样能够有效降低能源消耗，还能简化制冷的流程。
船舶上的空间十分有限，在这种情况下，单风管送风系统得到了较为广泛的应用。这种系统具有结构简单、建造方便的优点。但是，其缺陷也是较为明显的，即无法满足不同舱室对温度的不同需求。尽管，单风管送风系统可以依靠调节布风器的送风量来调节船舱内的温度，但是室内的新风量没有有效的保障，舱内的卫生状况也受到了影响。为了对这些缺陷进行改善，具有末端再加热功能的单风管集中式空调系统得以研发。其工作原理是在布风器内部装电加热器，通过电加热空气来弥补船舱内的温差以实现对温度的调节。与双风管系统相比，这种改进后的单风管系统占用空间小，与此同时还能保障船舱内的送风量和新空气量，提高了船舱内的卫生状况，因而在船舶中得到了广泛的应用。
四、结语
从上文的介绍不难看出，船舶制冷空调技术在发展的过程中更加注重环保型和人性化，这符合了人们对生活环境和工作条件要求的不断提升。制冷技术的发展是建立在制冷设备不断完善和制冷剂不断更新的基础上的，在新型设备和技术的支持下，船舶制冷空调系统将获得进一步的发展和完善。
参考文献：
[1]甘念重，李格升.船舶空调利用余热制冷的热经济性分析[J].武汉理工大学学报： 交通科学与工程版，2010（08）：45-46.
[2]胡贤民.利用船舶主机余热进行吸附式空调制冷可行性研究[J].荆门职业技术学院学报，2011（02）：65-66.
[3]王鲁峰，李辉，万小利.模拟多种发动机尾气热源的吸附制冷试验台研究[J].2011（03）：81-83.