第三節(jié) 船舶空調(diào)系統(tǒng)及設(shè)備

1、第三節(jié)第三節(jié)船舶空調(diào)系統(tǒng)及設(shè)備船舶空調(diào)系統(tǒng)及設(shè)備12-3-1 船舶空調(diào)系統(tǒng)的分類1集中式單風(fēng)管系統(tǒng)送風(fēng)由中央空調(diào)器統(tǒng)一處理，用單風(fēng)管送到各艙室各艙室送風(fēng)參數(shù)相同，空氣參數(shù)調(diào)節(jié)是改變送風(fēng)量簡單，初置費(fèi)較低，貨船用得最普遍12-3-1 船舶空調(diào)系統(tǒng)的分類因采用變量調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)幅度不宜過大調(diào)節(jié)時會對其它艙室送風(fēng)量產(chǎn)生干擾12-3-1 船舶空調(diào)系統(tǒng)的分類2區(qū)域再熱式單風(fēng)管系統(tǒng)將中央空調(diào)器統(tǒng)一處理后的空氣由分配室或主風(fēng)管內(nèi)的二次換熱器對送風(fēng)再加熱再用單風(fēng)管送至各個艙室熱負(fù)荷較小艙室可不進(jìn)行再加熱艙室單獨(dú)調(diào)節(jié)仍靠變量調(diào)節(jié)但調(diào)節(jié)幅度明顯減小可解決幾部分熱濕比相差較大的艙室不得已列入同一空調(diào)區(qū)所帶來的弊病12-

2、3-1 船舶空調(diào)系統(tǒng)的分類3末端再處理式單風(fēng)管系統(tǒng)除中央空調(diào)器對送風(fēng)作統(tǒng)一處理外還在各艙室布風(fēng)器內(nèi)設(shè)末端換熱器末端再處理方式通常有兩種末端電再熱式（在布風(fēng)器內(nèi)設(shè)電加熱器）l冬季靠改變加熱電阻的阻值進(jìn)行變質(zhì)調(diào)節(jié)l空調(diào)器將送風(fēng)只加熱到滿足熱負(fù)荷較低艙室要求l一般為2030l夏季則只能做變量調(diào)節(jié)l送風(fēng)溫度為1115l所花費(fèi)用不多，管理也較簡單l在低溫海域航行的貨船多有使用 12-3-1 船舶空調(diào)系統(tǒng)的分類末端水換熱式布風(fēng)器內(nèi)設(shè)水換熱器l冬季通熱水l夏季通冷水冬、夏都可藉調(diào)節(jié)水量實(shí)現(xiàn)變質(zhì)調(diào)節(jié)空調(diào)器只承擔(dān)艙室的部分熱、濕負(fù)荷l送風(fēng)量比其它空調(diào)器減少1213l有的可采用全新風(fēng)性能較好，造價較高，管理也較麻

3、煩，實(shí)際應(yīng)用較少12-3-1 船舶空調(diào)系統(tǒng)的分類 4雙風(fēng)管系統(tǒng)中央空調(diào)器由前、后兩部分組成一部分送風(fēng)經(jīng)空調(diào)器預(yù)處理后即送至艙室，稱一級送風(fēng)其余部分則經(jīng)再處理后經(jīng)后送至艙室，稱二級送風(fēng)通過調(diào)節(jié)布風(fēng)器兩個風(fēng)門開度，改變送風(fēng)混合比，即可調(diào)節(jié)艙室溫度12-3-1 船舶空調(diào)系統(tǒng)的分類冬、夏都可變質(zhì)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)靈敏空調(diào)器和風(fēng)管系統(tǒng)的重量和尺寸較大不需設(shè)末端換熱器可用較便宜的直布式布風(fēng)器，故噪聲低，管理簡單適合對空調(diào)性能要求高的客船12-3-1 船舶空調(diào)系統(tǒng)的分類空調(diào)系統(tǒng)按送風(fēng)管內(nèi)空氣流速高低分為：1低速系統(tǒng)主風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速不超過15msl常用的風(fēng)速范圍為1015ms送風(fēng)支管的風(fēng)速為48ms由于風(fēng)速低，風(fēng)管阻力小

4、，風(fēng)機(jī)風(fēng)壓不高但低風(fēng)速則要求風(fēng)管截面增大l這使得風(fēng)管尺寸、重量也隨之增大為了減小風(fēng)管所占的空間高度l截面需做成扁矩形l使得制造、安裝和隔熱包扎都較麻煩12-3-1 船舶空調(diào)系統(tǒng)的分類 2高速系統(tǒng)主風(fēng)管內(nèi)風(fēng)速在15ms以上l常用風(fēng)速為25ms左右, 有的高達(dá)30ms送風(fēng)支管風(fēng)速約為815ms可用送風(fēng)溫差較大的誘導(dǎo)式送風(fēng)l使送風(fēng)量減小，風(fēng)管尺寸和重量都減小用標(biāo)準(zhǔn)化圓風(fēng)管及附件，便于安裝，又降低成本缺點(diǎn)：l(1)風(fēng)管阻力大，風(fēng)機(jī)功率較大, 高風(fēng)壓使空氣溫度升高, 增加熱負(fù)荷l(2)噪聲大。許多船舶采用主風(fēng)管風(fēng)速在15ms的中速系統(tǒng)12-3-2 中央空調(diào)器對空氣進(jìn)行集中處理的設(shè)備通常置于上層甲板后部的

5、專門艙室1空氣的吸入、過濾和消音新風(fēng)和回風(fēng)經(jīng)新風(fēng)進(jìn)口1和回風(fēng)進(jìn)口被風(fēng)機(jī)3吸入在新、回風(fēng)口處裝有鐵絲濾網(wǎng)新風(fēng)量和回風(fēng)量的比例可用調(diào)風(fēng)門2、4調(diào)節(jié)回風(fēng)量和總風(fēng)量之比稱為回風(fēng)比采用離心式通風(fēng)機(jī)高速系統(tǒng)用效率較高的后彎葉型風(fēng)機(jī)低速系統(tǒng)用前彎葉型風(fēng)機(jī)12-3-2 中央空調(diào)器12-3-2 中央空調(diào)器高速系統(tǒng)風(fēng)機(jī)布置在空調(diào)器進(jìn)口（壓出式空調(diào)器）避免風(fēng)機(jī)產(chǎn)生熱量使排出空氣溫度升高利于提高空氣冷卻器的蒸發(fā)溫度低速系統(tǒng)風(fēng)機(jī)布置在空調(diào)器出口（吸入式空調(diào)器）使空氣比較均勻地流過換熱器空氣濾器濾除空氣中的灰塵，凈化艙室送風(fēng)保持空氣換熱器表面清潔，避免降低換熱的效果常用斜置抽屜式過濾元件（增大面積，降低阻力）風(fēng)機(jī)出口設(shè)有

6、消音室15利用風(fēng)道截面積突然改變，使氣流低頻噪聲消減空調(diào)器內(nèi)壁的多孔性吸聲材料使高頻噪聲消減12-3-2 中央空調(diào)器2空氣的冷卻和除濕當(dāng)外界氣溫高于25時空調(diào)裝置按降溫工況運(yùn)行空氣的冷卻和除濕由空氣冷卻器和擋水板來完成空氣冷卻器由蛇形肋片管構(gòu)成圖示為直接蒸發(fā)式空氣冷卻器12-3-2 中央空調(diào)器空冷器管壁溫度一般都低于空氣露點(diǎn)對空氣冷卻時有除濕作用管壁溫度越低，除濕作用越大應(yīng)避免管壁結(jié)霜，以免妨礙空氣流動冷卻器管壁溫度不能低于0空調(diào)采用直接蒸發(fā)方式時冷劑蒸發(fā)溫度多為0712-3-2 中央空調(diào)器空冷器壁面結(jié)露產(chǎn)生的凝水沿管外肋片下流匯集在底部承水盤中然后沿泄水管排走泄水管出口設(shè)有U形水封以防非降溫

7、工況時空氣泄漏為防止凝水被攜入風(fēng)管中在空冷器后設(shè)有擋水板擋水板由許多曲板1組成空氣流過時氣流方向不斷改變所攜帶水滴碰撞到曲板上然后落到承水盤2中泄出曲板出口彎成擋水溝4用以擋住水滴12-3-2-2 空氣的冷卻和除濕降溫工況空氣參數(shù)變化過程新風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)為1回風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)為2新風(fēng)和回風(fēng)混合后狀態(tài)點(diǎn)3在12兩點(diǎn)的連線上點(diǎn)3距新風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)和回風(fēng)狀態(tài)點(diǎn)的距離與新風(fēng)量G1和回風(fēng)量G2成反比(3-1線段)(3-2線段)G2Gl3-4為經(jīng)過風(fēng)機(jī)時等濕加熱過程點(diǎn)4為空冷器進(jìn)口狀態(tài)點(diǎn)12-3-2-2 空氣的冷卻和除濕空冷器出口的空氣狀態(tài)點(diǎn)可取=100飽和空氣線上溫度(冷卻管壁溫)的0點(diǎn)與點(diǎn)4連線上的某點(diǎn)5冷卻越充分，點(diǎn)5

8、越靠近點(diǎn)04-5為流過空冷器的冷卻減濕過程送風(fēng)過程空氣流過風(fēng)管會有一定溫升，在圖上由56過程表示12-3-2-2 空氣的冷卻和除濕6-7為空氣在艙內(nèi)按艙室吸熱、吸濕的過程72為回風(fēng)在走廊里的等濕吸熱過程空調(diào)器熱負(fù)荷包括艙室全熱負(fù)荷(約占40以上)送風(fēng)過程吸熱回風(fēng)過程吸熱風(fēng)機(jī)熱新風(fēng)全熱負(fù)荷(將進(jìn)風(fēng)降溫至回風(fēng)狀態(tài)，3050) 12-3-2-2 空氣的冷卻和除濕降溫工況空冷器熱負(fù)荷為： QV(h4-h5)空調(diào)器熱負(fù)荷又可分為顯熱負(fù)荷在艙外氣溫高、艙室顯熱負(fù)荷較大時，空調(diào)器的顯熱負(fù)荷增大潛熱負(fù)荷當(dāng)艙室濕負(fù)荷較大或艙外空氣的含濕量較大時，空調(diào)器潛熱負(fù)荷增加增加回風(fēng)量使點(diǎn)3靠近點(diǎn)2可相應(yīng)減小新風(fēng)的全熱負(fù)荷

9、12-3-2-3 空氣的加熱和加濕當(dāng)外界氣溫低于15時應(yīng)使空調(diào)裝置按取暖工況運(yùn)行加熱和加濕由空氣加熱器和加濕器完成空氣加熱可采用電加熱蒸氣加熱船用集中式空調(diào)器多使用蒸氣加熱加熱蒸汽用表壓為0.20.5Mp的飽和蒸汽熱水加熱間接冷卻式空調(diào)系統(tǒng)在取暖工況加熱蒸汽的凝水經(jīng)出口阻汽器流回?zé)崴杵髦辉试S凝水流過12-3-2-3 空氣的加熱和加濕在冬季外界空氣相對濕度雖然很高(90以上)但因溫度低，所以實(shí)際含濕量并不高因此，還需要加濕加濕可采用蒸汽加濕船用集中式空調(diào)器采用蒸汽加濕的較多噴水加濕電熱加濕器12-3-2-3 空氣的加熱和加濕最簡單的加濕器一根鍍鋅鋼管在迎風(fēng)方向開有兩排 直徑為12mm的蒸汽

10、 噴孔圖示出一種噴頭式干式 蒸汽加濕器蒸汽按圓噴頭切線方向供入，使蒸汽在噴頭中旋轉(zhuǎn)將其中的凝水甩出，并從泄掉使加入空氣中的飽和蒸汽含水減小12-3-2-3 空氣的加熱和加濕加濕器放在加熱器后較合適此處空氣溫度高，較小，蒸汽容易被吸收應(yīng)防止加濕過多而造成艙內(nèi)壁面的結(jié)露空調(diào)系統(tǒng)取暖工況空氣參數(shù)變化過程如圖外界新風(fēng)(狀態(tài)點(diǎn)1)和回風(fēng)(狀態(tài)點(diǎn)2)在混合室內(nèi)混合后的狀態(tài)點(diǎn)為312-3-2-3 空氣的加熱和加濕3-4為流過風(fēng)機(jī)等濕加熱過程4-5為流過加熱器等濕加熱過程5-6為流過加濕器等溫加濕過程(蒸汽加濕)6-7為送風(fēng)管中等濕降溫過程7-8為艙內(nèi)按艙室熱濕比線降溫吸濕的過程8-2為走廊回風(fēng)等濕降溫過程1

11、2-3-2-3 空氣的加熱和加濕取暖工況空調(diào)器熱負(fù)荷包括艙室全熱負(fù)荷送風(fēng)熱損失回風(fēng)熱損失新風(fēng)熱負(fù)荷(將進(jìn)風(fēng)加熱加濕到回風(fēng)狀態(tài))其中空氣加熱器承擔(dān)顯熱負(fù)荷加濕器承擔(dān)潛熱負(fù)荷風(fēng)機(jī)熱可減輕加熱器負(fù)荷增加回風(fēng)量可減小全熱負(fù)荷12-3-3 布風(fēng)器布風(fēng)器應(yīng)滿足以下要求：(1)使送風(fēng)與室內(nèi)空氣很好地混合，使室溫均勻(2)能保持入的活動區(qū)內(nèi)風(fēng)速適宜(3)能單獨(dú)進(jìn)行調(diào)節(jié)(4)阻力和噪聲較小(5)結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀，價格較低布風(fēng)器按安裝位置的不同分為頂式裝在天花板上，不占艙室地面，采用較多壁式靠艙壁底部垂直安裝使用方便12-3-3 布風(fēng)器室內(nèi)溫度和濕度是否均勻與室內(nèi)空氣的流動狀況有關(guān)，而流動狀況取決于布風(fēng)器的型式

12、出風(fēng)口的位置艙室回風(fēng)口的位置圖示為布風(fēng)器在艙室不同位置的空氣流動狀況(a)適用于天花板較平整 的小艙室(b)適用于高誘導(dǎo)比的壁 式布風(fēng)器；12-3-3 布風(fēng)器圖(c)適用于空間較大的艙室圖(d)則適用于空氣參數(shù)均勻性要求較高的艙室12-3-3 布風(fēng)器布風(fēng)器出風(fēng)口以較大風(fēng)速吹向艙室射流不斷擴(kuò)散并卷吸室內(nèi)空氣與之混合射流流程越長，混合效果越好射流最好能達(dá)到對面艙壁而射流較短(小送風(fēng)量)，會使死區(qū)(滯流區(qū))擴(kuò)大死區(qū)通常出現(xiàn)在房間角落里在選用和布置布風(fēng)器與回風(fēng)口時應(yīng)使回流區(qū)和回旋區(qū)發(fā)生于人們經(jīng)常活動的區(qū)域盡量縮小死區(qū)同時不使射流區(qū)擴(kuò)大到人的活動區(qū)，因?yàn)樯淞鲄^(qū)風(fēng)速較高，直接吹到人身上會使人感到不舒適12

13、-3-3-1 直布式布風(fēng)器 將送風(fēng)直接送入艙室出口形狀利于氣流擴(kuò)散如喇叭形、格柵形等出口風(fēng)速較低，一般為24ms送風(fēng)與室內(nèi)空氣混合較慢所以送風(fēng)溫差不宜過大，一般在10以下價格較低，送風(fēng)阻力小，噪聲也低設(shè)有調(diào)風(fēng)門，有末端換熱器時，還有調(diào)溫旋鈕12-3-3-1 直布式布風(fēng)器 圖為一種單風(fēng)管直布式布風(fēng)器，屬錐形擴(kuò)散式進(jìn)風(fēng)管1通入處設(shè)有容積較大的消音箱5有可使風(fēng)門2升降以調(diào)節(jié)風(fēng)量的調(diào)節(jié)旋鈕6頸部風(fēng)速可從2ms直至10ms，有一定誘導(dǎo)作用故送風(fēng)溫差可提高到10左右其阻力在直布式布風(fēng)器中也稍大，約為150300Pa12-3-3-1 直布式布風(fēng)器 圖為雙風(fēng)管空調(diào)系統(tǒng)采用的一種頂式直布式布風(fēng)器兩種溫度不同的送

14、風(fēng)分別由兩根送風(fēng)管4、5送入在消音室6中混合從擋風(fēng)板周圍的縫隙中吹出通過l調(diào)節(jié)旋鈕1l聯(lián)動操縱風(fēng)門2、3l對艙室空氣溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)也可分設(shè)兩個調(diào)節(jié)旋鈕l分別調(diào)節(jié)兩種送風(fēng)的風(fēng)量l從而使調(diào)節(jié)幅度更大12-3-3-2 誘導(dǎo)式布風(fēng)器簡稱誘導(dǎo)器圖示為一種帶電加熱器的壁式誘導(dǎo)器特點(diǎn)：靜壓箱10中的靜壓較高送風(fēng)(稱一次風(fēng))通過許多小噴嘴9噴出噴嘴出風(fēng)速度較高能把很大一部分室內(nèi)空氣經(jīng)外罩正面的進(jìn)風(fēng)柵4卷吸進(jìn)來(稱二次風(fēng))混合后再從頂部出口格柵6吹出，送入室內(nèi)12-3-3-2 誘導(dǎo)式布風(fēng)器二次風(fēng)量G2與一次風(fēng)量G1之比稱為誘導(dǎo)比由于氣溫變化不大，變化可以忽略；因此，誘導(dǎo)比其誘導(dǎo)的室內(nèi)空氣越多可增大一次風(fēng)送風(fēng)溫差，而不影響室溫均勻性有利于減小風(fēng)機(jī)的送