限制温室气体排放的愿望增加了人们对液化天然气 (LNG) 船舶的兴趣，液化天然气 (LNG) 船舶的排放量远低于使用其他化石燃料的船舶。但液化天然气价格昂贵，使得液化天然气发动机能源效率的最大化对其广泛使用至关重要。
目前，LNG船舶以废气的形式损失高达25%的输入热量。回收这些热量是提高能源效率的关键。在最近发表在Energy Conversion and Management 上的一项研究中，由 Yeong-Seok Choi 博士领导的韩国海事大学团队开发了两种新型热回收系统，可以提高 LNG 船舶的能源效率。Choi 博士解释说：“通过提高 LNG 系统的能源效率，我们直接为环境保护做出了贡献。”
该研究基于所谓的“有机朗肯循环 (ORC)”。在 ORC 中，有机流体首先沸腾，然后用于转动涡轮机发电，在此期间它会失去热量。然后流体在循环的继续过程中被冷凝和再加热。在 LNG 船舶中，ORC 还允许在燃烧前预热冷燃料(LNG 储存在 -160°C)。
研究团队开发了两种热回收系统。第一个是双级 ORC 系统 (DSO)，它使用发动机废气中的热量来运行两个连接到两台发电机的 ORC。第二个是增加的双级 ORC 系统 (ADSO)，另外还有第三个 ORC;此外，它的两个 ORC 相互交换热量。
该团队检查了 DSO 和 ADSO 与不同有机流体的组合的工作原理。然后，他们对系统进行了能量、火用(来自热交换过程的最大功)和经济分析。
他们发现，虽然 DSO 具有更好的整体能源效率，但 ADSO 更适合狭窄的发动机空间。他们还看到性能在很大程度上取决于流体组合。总体而言，新设计在能源效率方面取得了重大进步。
“虽然我们的研究专注于航运，但这项工作也可以应用于其他几个行业和低温氢研究，”崔博士说。
凭借这种创新设计，节能发动机系统很快就会成为船舶的工业现实。
