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摘 要：制冷技术在船舶行业的应用极大的提高了食品运输的便利性与工作人员的工作环境，便于温度的调节。在船舶开发运营中，制冷技术的应用越来越广泛，可以为海洋经济带来巨大的效益。从以往的人工控制到现在的智能化状态，从局部管控再到自动修改技术以及全自动化，制冷技术在船舶中的应用越来越成熟。
关键词：船舶；制冷系统；优化控制
一、制冷系统控制原理以及构成
（一）制冷控制系统原理。制冷系统在现代船舶中有着重要的作用，对于船舶的运营效益与工作人员的工作环境以及旅客的愉快出行有着重要的意义，可以说制冷系统控制是船舶上必不可少的设备。对于船舶上的制冷系统来说，它的发展经历了早期的局部控制，也就是最原始的利用蒸发器和相应的回路设置来控制温度，实现被控制对象的温度调节，属于双位半自动状态。经由技术的发展，变成了压缩机能量变化的调节，伴随着热负荷的大小，利用压缩机排气口的压力来改变运行气缸的能量，从而进一步来控制温度。船舶制冷装置一般由蒸发器、膨胀阀、电磁阀、过滤器、过热（过冷）器、冷凝器等组成（图1所示）。为了优化制冷系统，冷库温度的控制应当采用二位制开关控制，二位制的开关控制便于操作，而且可靠简单，能够在实际的工作中发挥最大的效能。设定值由实际测得的冷库温度值和给定值来进行比较，进而直接改变相应回路中的阀门开度。同时也可以根据出口的压力，由可编程程序来调节冷凝器的冷却水量大小。重点要做好能量的控制，根据压缩机的功率大小合理控制转速，压力较低的时候表明冷库的回流量逐渐减小，冷库的温度逐渐达到实际工作要求的温度，这时就没有必要开启高压的压缩机进行运转，可以稍微降低转速来减小压缩机出口的回流量，以加大实际的排量。
图1制冷控制系统原理图
（二）热力循环系统。船舶制冷系统是由压缩机，冷凝器，膨胀阀和蒸发器四种核心机械设备及管道连接而成的一个循环封闭系统，通常被称为制冷机的主机冷凝器是制冷系统中的一种热交换器，其作用是使制冷剂经由热蒸汽状态受冷却凝结为液体。热量热交换器制冷系统的控制优化要在特定的制冷系统上进行，通过热力系统的工程计算来实现优化。也就是说在船舶运营的实际过程中，在某一特定的温度下采取热力系数计算，以便控制和了解参数的变化与运行状况。制冷系统热力循环分为以下几个过程，先进行传热温差的等压冷却，再经由压缩机将水流量等压蒸发并在吸气管汇总等压加热，最后通过等熵压缩来调节热力循环系统的最佳运行。在制冷循环中，气态的制冷剂经过压缩机压缩成高温、高压的气体，经冷凝器凝结成高压的液体，通过热力膨胀阀后由高压液体变成低压、低温气体，在蒸发器里吸收热量后流回压缩机继续循环。根据这一运转机制，船舶中大多情况下鱼库的冷藏温度设定在零下20℃左右，环境温度在28℃左右，对水冷式冷凝器传热温差取5～8℃，通过这一数值可以确定出冷凝温度的范围以及相应的压力值。而且通过观测制冷剂在蒸发器中吸热变成干饱和蒸汽需要的温度，将会得出循环系统中某一状态下的实际温度。
二、制冷控制系统的优化
（一）温度控制的实现。通过对制冷控制系统中的温度进行控制，并实现系统温度控制的智能化，可以确保船舶制冷系统的稳定运营。船舶制冷系统的主要装置分为温度控制系统和压缩机自动控制系统两部分。温度控制系统的工作状态时刻影响着压缩机吸入口的压力变化。在制冷装置中，根据船舶的实际需要来选取相应的温度测量元件，比如目前常用的WT-1226就是使用较为广泛的一种温度继电器，这种类型的温度继电器实用性较强，非常可靠且简单。当船舶相应库内的温度由饱和状态变化时，触动毛细管和波纹管使得对应的横杆上下移动来控制触点，从而接通或者断开供液电磁阀的电路通断，以保证冷库的温度趋于一个合适的范围内。实际运转中简单的二位控制能够发挥最大的工作性能，将温度控制在设定值。此外，压缩机高低压保护开关在制冷系统中也是非常重要的，在制冷装置中，压缩机出口的高压开关与入口的开关是并合在一起的。入口的压力开关主要是来控制电动机的启停和转速，按照入口压力的不同来调节转速和启停电动机，以便维持冷库温度的恒定。而高压继电器则是用来保护压缩机在高压状态下依然能够正常运转，防止压缩机压力过高出现事故，起到一个高压状态下保护制冷设备的作用。
（二）系统软件设计的优化。通过系统软件的优化设计，可以保证高压与低压反常态下制冷系统的正常运行，提高船舶电网的运行质量。在船舶制冷系统中，压缩机根据最大的制冷量来选用。但是不管采用什么型號或者类型的压缩机，它的功率都是比较大的，而且大多数都为多气压气缸压缩机。当压缩机在负载状态的时候，其相应的起动力矩非常大，一般会达到额定状态下的三倍左右，这对于船舶电网的影响是非常之大的，会很容易引起电动机过载出现系统故障。因此，在压缩机的起动设计中，应当采用压缩机起动时处于卸载状态的能量调节方式，也就是在压缩机起动的时候，将两个气缸整合为一档，逐档起动，对于起动的间隔时间则由可编程程序控制中的计时器来制定合适的时间值，设定的时间系数可以由调整程序中的时间常数来得到改变。假如需要采取手动方式，此时就可以通过外部的电磁阀来决定气缸数的起动数量。在压缩机的出口处设置好高压保护压力开关，来保护高压与低压反常态下的工作状态，一旦出口处的压力过高，压缩机与电动机无法承受，就会断开高压开关，强制性的停止压缩机的运转。还要让压缩机在起动的过程中轻载起动，这样不但不会对船舶电网造成冲击，而且还可以进行能量的调节，提高了运行的经济性与安全性。
三、结语
传统下的远洋船舶运输多数采用的是继电接触器控制，这种方式下的制冷系统存在机械接触点较多，接线复杂，出现故障时维修困难等问题。经过优化之后的船舶制冷系统设备性可靠性强，操作简单而且灵活性较高，极大的简化了系统的操作与控制，实现了系统温度控制的智能化，提高了系统的安全性与可靠性。
参考文献：
[1]林玮，杨申音，陈光明等.船舶摇摆振动对传热和制冷系统的影响研究述评[J].制冷学报，2014，35（3）：8-15.
[2]卜宪标，李华山，王令宝等.船舶余热驱动的有机朗肯-蒸汽压缩空调性能分析与工质选择[J].大连海事大学学报，2013，39（4）：99-102，106.
[3]朱鸿.用于船舶电子设备冷却的制冷系统仿真研究[J].机电设备，2015，32（6）：66-71.
关键词：船舶；制冷系统；优化控制
一、制冷系统控制原理以及构成
（一）制冷控制系统原理。制冷系统在现代船舶中有着重要的作用，对于船舶的运营效益与工作人员的工作环境以及旅客的愉快出行有着重要的意义，可以说制冷系统控制是船舶上必不可少的设备。对于船舶上的制冷系统来说，它的发展经历了早期的局部控制，也就是最原始的利用蒸发器和相应的回路设置来控制温度，实现被控制对象的温度调节，属于双位半自动状态。经由技术的发展，变成了压缩机能量变化的调节，伴随着热负荷的大小，利用压缩机排气口的压力来改变运行气缸的能量，从而进一步来控制温度。船舶制冷装置一般由蒸发器、膨胀阀、电磁阀、过滤器、过热（过冷）器、冷凝器等组成（图1所示）。为了优化制冷系统，冷库温度的控制应当采用二位制开关控制，二位制的开关控制便于操作，而且可靠简单，能够在实际的工作中发挥最大的效能。设定值由实际测得的冷库温度值和给定值来进行比较，进而直接改变相应回路中的阀门开度。同时也可以根据出口的压力，由可编程程序来调节冷凝器的冷却水量大小。重点要做好能量的控制，根据压缩机的功率大小合理控制转速，压力较低的时候表明冷库的回流量逐渐减小，冷库的温度逐渐达到实际工作要求的温度，这时就没有必要开启高压的压缩机进行运转，可以稍微降低转速来减小压缩机出口的回流量，以加大实际的排量。
图1制冷控制系统原理图
（二）热力循环系统。船舶制冷系统是由压缩机，冷凝器，膨胀阀和蒸发器四种核心机械设备及管道连接而成的一个循环封闭系统，通常被称为制冷机的主机冷凝器是制冷系统中的一种热交换器，其作用是使制冷剂经由热蒸汽状态受冷却凝结为液体。热量热交换器制冷系统的控制优化要在特定的制冷系统上进行，通过热力系统的工程计算来实现优化。也就是说在船舶运营的实际过程中，在某一特定的温度下采取热力系数计算，以便控制和了解参数的变化与运行状况。制冷系统热力循环分为以下几个过程，先进行传热温差的等压冷却，再经由压缩机将水流量等压蒸发并在吸气管汇总等压加热，最后通过等熵压缩来调节热力循环系统的最佳运行。在制冷循环中，气态的制冷剂经过压缩机压缩成高温、高压的气体，经冷凝器凝结成高压的液体，通过热力膨胀阀后由高压液体变成低压、低温气体，在蒸发器里吸收热量后流回压缩机继续循环。根据这一运转机制，船舶中大多情况下鱼库的冷藏温度设定在零下20℃左右，环境温度在28℃左右，对水冷式冷凝器传热温差取5～8℃，通过这一数值可以确定出冷凝温度的范围以及相应的压力值。而且通过观测制冷剂在蒸发器中吸热变成干饱和蒸汽需要的温度，将会得出循环系统中某一状态下的实际温度。
二、制冷控制系统的优化
（一）温度控制的实现。通过对制冷控制系统中的温度进行控制，并实现系统温度控制的智能化，可以确保船舶制冷系统的稳定运营。船舶制冷系统的主要装置分为温度控制系统和压缩机自动控制系统两部分。温度控制系统的工作状态时刻影响着压缩机吸入口的压力变化。在制冷装置中，根据船舶的实际需要来选取相应的温度测量元件，比如目前常用的WT-1226就是使用较为广泛的一种温度继电器，这种类型的温度继电器实用性较强，非常可靠且简单。当船舶相应库内的温度由饱和状态变化时，触动毛细管和波纹管使得对应的横杆上下移动来控制触点，从而接通或者断开供液电磁阀的电路通断，以保证冷库的温度趋于一个合适的范围内。实际运转中简单的二位控制能够发挥最大的工作性能，将温度控制在设定值。此外，压缩机高低压保护开关在制冷系统中也是非常重要的，在制冷装置中，压缩机出口的高压开关与入口的开关是并合在一起的。入口的压力开关主要是来控制电动机的启停和转速，按照入口压力的不同来调节转速和启停电动机，以便维持冷库温度的恒定。而高压继电器则是用来保护压缩机在高压状态下依然能够正常运转，防止压缩机压力过高出现事故，起到一个高压状态下保护制冷设备的作用。
（二）系统软件设计的优化。通过系统软件的优化设计，可以保证高压与低压反常态下制冷系统的正常运行，提高船舶电网的运行质量。在船舶制冷系统中，压缩机根据最大的制冷量来选用。但是不管采用什么型號或者类型的压缩机，它的功率都是比较大的，而且大多数都为多气压气缸压缩机。当压缩机在负载状态的时候，其相应的起动力矩非常大，一般会达到额定状态下的三倍左右，这对于船舶电网的影响是非常之大的，会很容易引起电动机过载出现系统故障。因此，在压缩机的起动设计中，应当采用压缩机起动时处于卸载状态的能量调节方式，也就是在压缩机起动的时候，将两个气缸整合为一档，逐档起动，对于起动的间隔时间则由可编程程序控制中的计时器来制定合适的时间值，设定的时间系数可以由调整程序中的时间常数来得到改变。假如需要采取手动方式，此时就可以通过外部的电磁阀来决定气缸数的起动数量。在压缩机的出口处设置好高压保护压力开关，来保护高压与低压反常态下的工作状态，一旦出口处的压力过高，压缩机与电动机无法承受，就会断开高压开关，强制性的停止压缩机的运转。还要让压缩机在起动的过程中轻载起动，这样不但不会对船舶电网造成冲击，而且还可以进行能量的调节，提高了运行的经济性与安全性。
三、结语
传统下的远洋船舶运输多数采用的是继电接触器控制，这种方式下的制冷系统存在机械接触点较多，接线复杂，出现故障时维修困难等问题。经过优化之后的船舶制冷系统设备性可靠性强，操作简单而且灵活性较高，极大的简化了系统的操作与控制，实现了系统温度控制的智能化，提高了系统的安全性与可靠性。
参考文献：
[1]林玮，杨申音，陈光明等.船舶摇摆振动对传热和制冷系统的影响研究述评[J].制冷学报，2014，35（3）：8-15.
[2]卜宪标，李华山，王令宝等.船舶余热驱动的有机朗肯-蒸汽压缩空调性能分析与工质选择[J].大连海事大学学报，2013，39（4）：99-102，106.
[3]朱鸿.用于船舶电子设备冷却的制冷系统仿真研究[J].机电设备，2015，32（6）：66-71.