В работе отмечается, что в настоящее время международными морскими конвенциями ужесточаются требования по экологической безопасности и энергоэффективности судов и их энергетических установок. Исследована система охлаждения, которая является одним из важнейших элементов судовой энергетической установки, в частности изучены широко распространенные разомкнутые двухконтурные системы охлаждения, потребляющие забортную воду, в результате чего гибнут планктон и рыбная молодь, что приводит к сокращению рыбных ресурсов морей. Рассматривается вопрос исследования альтернативного варианта, в качестве которого предлагается использование замкнутых систем охлаждения, полностью исключающих прием забортной воды и отрицательное экологическое воздействие. При этом такие системы могут иметь различные схемы построения. Отмечается, что в данном случае возникает необходимость обоснованного выбора того или иного варианта системы с учетом совокупности факторов, включая экологический. Рассмотрены три варианта систем охлаждения: разомкнутая двухконтурная система охлаждения, а также замкнутые одно- и двухконтурные системы охлаждения. При этом для разомкнутых систем исследовано два подварианта. Первый - отсутствие регулирования потребления забортной воды в зависимости от температуры, второй - присутствие такого регулирования посредством перепуска (терморегулирования) или частотно-регулируемого привода насоса забортной воды. Предложен интегральный показатель, включающий стоимость системы, затраты на собственные энергетические нужны, экологический ущерб и полезный результат - передаваемую системой теплоту. Показано, что наихудшим интегральным показателем обладает разомкнутая двухконтурная система охлаждения с нерегулируемым потреблением забортной воды, характеризующаяся наибольшим количеством насосов и потреблением забортной воды. Оптимальным значением интегрального показателя обладает замкнутая одноконтурная система, поскольку она исключает прием забортной воды и имеет наименьшее количество насосов. В то же время при нахождении судна в морских районах с очень низкой биологической продуктивностью эти системы сопоставимы по эффективности. Подчеркивается, что регулирование приема забортной воды разомкнутой системой позволяет существенно повысить эффективность, что указывает на целесообразность применения перепуска или частотно-регулированного привода насоса. Причем последний случай является более предпочтительным с точки зрения энергоэффективности системы.
Currently, the international maritime conventions set more and more stringent requirements for the environmental safety and energy efficiency of ships and their power plants. The cooling system is one of the most important elements of a ship’s power plant. Widespread open-loop dual-circuit cooling systems consume seawater. As a result, plankton and fish fry are destroyed, which leads to a reduction in the fish resources of the seas. An alternative can be closed-loop cooling systems, which completely exclude the intake of outside cooling water and negative environmental impact. Moreover, such systems can have different construction schemes. There is a need for a reasonable choice of one or another system option, taking into account a combination of factors, including environmental. Three options for cooling systems are considered: open-loop two-circuit cooling system; and closed one- and two-circuit cooling systems. In this case, two sub-options for open-loop systems are considered. The first sub-option is the lack of regulation of seawater consumption depending on temperature; the second one is the presence of such regulation by means of bypass (temperature control) or frequency-controlled seawater pump drive. An integral indicator, which includes the cost of the system, the costs of its own energy needs, environmental damage and useful result - the heat transferred by the system, is proposed. It is shown that the open-loop two-circuit cooling system with unregulated seawater consumption, which is characterized the largest number of pumps and consumption of outboard water possesses the worst integral indicator. The closed single-circuit system possesses the best value of the integral indicator, since it excludes the intake of seawater and has the least number of pumps. At the same time, when the vessel is in the sea areas with very low biological productivity, these systems are comparable in terms of efficiency. Regulation of seawater intake by the open system can significantly increase efficiency, which indicates the advisability of using bypass or frequency-controlled pump drive. Moreover, the latter is more preferable in terms of the energy efficiency of the system.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.