摘 要

船舶空调系统自从19世纪开始就一直运行至今，为人类要提供舒适的生活环境，以及为机械保证必须的工作环境，已经成为船舶运行过程中不可或缺的一部分。然而船舶自身作为一个独立系统，船上所有的能源都来自于船舶燃料燃烧所带来的。据调查统计，船舶空调系统占据船上总耗电量的20%，是船上的主要能源消耗系统之一。所以在维持船上人员正常的生活和机械的正常运作下，如何有效减少船舶空调系统的耗能是我们无法回避的一个问题。

本文利用TRNSYS仿真软件，在建立了船舶中央空调的仿真模型之后进行仿真模拟，得出船舶空调系统的能耗分析。经过数学分析出影响空调系统的能耗因素，针对其中一个因素进行数学分析，并在此基础上对空调系统的控制策略进行优化后，再进行一次能耗分析。再将两次能耗分析结果进行对比，控制策略优化后的空调系统的能耗明显降低，即证明了控制策略优化的可行性。

关键词 : 船舶空调 TRNSYS 模拟仿真 节能

Abstract

The ship air conditioning system has been running since the 19th century, and it has become an indispensable part of the ship operation process to provide a comfortable living environment for human beings and a necessary working environment for mechanical guarantee. However, the ship itself as an independent system, all the energy on the ship comes from the ship's fuel combustion. According to survey statistics, the ship air-conditioning system consumes 20% of the ship's power grid capacity, and has become the most important energy consumption system in the support system of the ship's independent offshore artificial device. Therefore, under the guarantee of all normal functions of ship air conditioning, how to effectively reduce the energy consumption of ship air conditioning system is a problem that we cannot avoid.

This paper uses TRNSYS simulation software to build a simulation model of the ship's central air conditioning system, and then conducts a simulation to obtain the energy consumption analysis of the ship's air conditioning system. After optimizing the control strategy of the air conditioning system, another energy consumption analysis is conducted. After comparing the results of the two energy consumption analyses, the energy consumption of the air-conditioning system after the optimization of the control strategy is significantly reduced, which proves the feasibility of the optimization of the control strategy.

.Key words : Ship air conditioning TRNSYS simulation energy saving

目录

第1章 绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 本文主要研究内容 2

1.4 小结 2

第2章 基于trnsys的船用空调模型建立 3

2.1 trnsys 软件介绍 3

2.2船用空调模块的建立 3

2.2.1水泵风机模块的建立 3

2.2.2制冷机组模型建立 4

2.2.3冷却塔模块的建立 5

2.3小结 7

第3章 原空调系统动态能耗模拟分析 8

3.1改造前空调系统简介 8

3.2改造前空调系统模块参数设置 8

3.2.1制冷机组参数设置 8

3.2.2定频水泵参数设置 9

3.3船舶空调系统模型建立 11

3.4小结 12

第4章 改造后空调系统能耗分析 13

4.1能耗影响因素分析 13

4.1.1机组负荷率对机组效率的影响 13

4.1.2冷冻水出水设定温度 14

4.1.3冷冻水回水设定温度对机组效率的影响 14

4.2空调系统控制策略优化 15

4.2.1机组负荷率对机组效率的影响 15

4.2.2水泵变流量分析计算 17

4.2.3变流量冷却水系统节能分析 17

4.3优化后模型建立与仿真分析 18

4.4改造前后空调系统能耗对比分析 19

4.5总结 20

第5章 总结与展望 21

5.1总结 21

5.2展望 21

参考文献 22

致谢 23

第一章绪论

1.1研究背景及意义

从十九世纪末开始，船舶空调系统已经成为船舶正常运行不可或缺的一部分。船舶空调系统的重要性不言而喻。且不同于普通陆上建筑物中使用的空调，海上环境千变万化，极易受外界天气变化和海域影响。当船舶在南极这种极端海域航行时，外界温度极低，或是在赤道航行时，外界温度较高，又或是在狂风暴雨天气下航行，外界空气流动快且极不稳定。种种这些极端情况都将是对船舶空调系统能否稳定运行的极大挑战。而船舶空调系统不仅需要维持着船上舒适的人工环境，保证船上工作人员的正常工作环境，还要保证船上工作机械的正常运行。一旦船舶空调系统不能在这种情况下稳定正常的工作，船上的一切工作都将受到重大影响。此外，从能源的角度分析，船舶空调系统也是船上一个不可忽视的耗电来源。调查显示，船舶空调系统消耗的电量占据船舶电网总容量的20%。所以，在保证船舶空调系统发挥其正常功能的同时，如何降低其能耗也是评判一个优秀船舶空调系统的一个重要依据。基于以上理由，十分有必要对船用空调系统控制策略进行优化。

1.2国内外研究现状