ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК С УЧЕТОМ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ФАКТОРА

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.

система охлаждения, энергоустановка, показатель эффективности, экологический фактор, регулируемый привод насоса

1. Медведев В. В. Обзор и анализ возможностей различных способов повышения энергетической эффективности судов / В. В. Медведев, В. В. Гаврилов, С. Н. Киселев // Морские интеллектуальные технологии. -2018. - № 2-1 (40). - С. 94-103.

2. Международная Конвенция по предотвращению загрязнения с судов (МАРПОЛ-73/78). - Кн. I и II. - СПб.: ЗАО «ЦНИИМФ», 2017. - 824 с.

3. Международная Конвенция по охране человеческой жизни на море 1974 года (МК СОЛАС-74). (Консолидированный текст, измененный Протоколом 1988 года к ней, с поправками). - СПб.: АО «ЦНИИМФ», 2021. - 1184 с.

4. Безюков О. К. Современная концепция регулирования охлаждения судовых дизелей / О. К. Безюков, В. А. Жуков, В. Н. Тимофеев // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. -2015. - № 3 (31). - С. 93-103. DOI: 10.21821/2309-5180-2015-7-3-93-103.

5. Zhukov V. Factors Determining Thermohydraulic Efficiency of Liquid Cooling Systems for Internal Combustion Engines / V. Zhukov, V. Erofeev, O. Melnik // Energy Management of Municipal Transportation Facilities and Transport. - Springer, Cham, 2019. - Pp. 463-472. DOI: 10.1007/978-3-030-57450-5_40.

6. Bezyukov O. K. Effectiveness of liquid cooling systems in motors and manufacturing equipment / O. K. Bezyukov, V. A. Zhukov, O. V. Zhukova //Russian Engineering Research. - 2008. - Vol. 28. - Is. 11. - Pp. 1055-1057. DOI: 10.3103/S1068798X08110063.

7. Покусаев М. Н. Определение производительности системы охлаждения судового двигателя в зависимости от температуры забортной воды / М. Н. Покусаев, А. В. Трифонов // 64-я Международная научная конференция Астраханского государственного технического университета, посвященная 90-летнему юбилею со дня образования Астраханского государственного технического университета: сб. тр. конф. - Астрахань: АГТУ, 2020. - С. 217.

8. Федоровский К. Ю. Замкнутые системы охлаждения судовых энергетических установок / К. Ю. Федоровский, Н. К. Федоровская. - М.: ИНФРА-М, 2017. - 163 с.

9. Федоровский К. Ю. Механизм отрицательного антропогенного воздействия систем охлаждения СЭУ / К. Ю. Федоровский, Н. К. Федоровская, В. В. Ениватов // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2020. - Т. 12. - № 6. - С. 1068-1077. DOI: 10.21821/2309-5180-2020-12-6-1068-1077.

10. Федоровская Н. К. Учет экологического фактора при оценке эффективности систем охлаждения судовых энергетических установок / Н. К. Федоровская, К. Ю. Федоровский, В. В. Ениватов // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. - 2020. - № 4 (342). - С. 157-160.

11. Александрова М. А. Общая характеристика экосистемы Баренцева моря. Анализ исследований экосистемы Баренцева моря / М. А. Александрова // Успехи современной науки. - 2016. - Т. 5. - № 11. - С. 170-172.