船舶制冷与空调系统是船舶上非常重要的辅助设备,它的正常运行能够有效的改善人们在船舶上的生活环境和工作条件,以及卫生的状况。近年来针对于船舶制冷与空调系统的研究一直不是很多,所以,对于船舶制冷与空调系统进行模块化的建模仿真研究是很有必要的。本文是以某先进的万箱集装箱船舶的制冷与空调系统为研究仿真对象,首先分析了船舶制冷与空调系统的工作过程和动态特性,介绍了船舶制冷与空调系统的组成。在此基础上,应用了热力学、传热学等相关理论知识,采用模块化的建模方法,建立了船舶制冷与空调系统的数学模型。本文主要建立的是压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀阀这四个制冷与空调系统中主要组成部件的数学模型。对于系统中的主要控制部件——电子膨胀阀进行了出口过热度的温度PID控制及模糊控制算法的研究,对于舱室温度的控制也采取了双位调节的控制方法进行仿真研究。本文还在所建立数学模型的基础上,利用VC++6.0编程软件设计开发了船舶制冷与空调两个相对独立的模拟仿真系统。并在相关船舶轮机模拟器培训系统中得到了应用。仿真系统能够实时地显示压缩机、蒸发器、冷凝器等部件的运行状况,并且能够对系统被控参数进行实时调节,模拟系统的工作过程。可通过仿真软件对制冷与空调系统进行控制操作和设置系统故障,模拟船舶上的实际运行工况。仿真结果表明该仿真软件能够全面逼真的反映出系统的实际工作状况和动态过程,满足可视化仿真教学培训要求。