12.3 船舶空调系统及设备

nullnull第三节 船舶空调系统及设备 12-3-1 船舶空调系统的分类12-3-1 船舶空调系统的分类1．集中式单风管系统 送风由中央空调器统一处理，用单风管送到各舱室 各舱室送风参数相同，空气参数调节是改变送风量 简单，初置费较低，货船用得最普遍12-3-1 船舶空调系统的分类12-3-1 船舶空调系统的分类因采用变量调节，调节幅度不宜过大 调节时会对其它舱室送风量产生干扰12-3-1 船舶空调系统的分类12-3-1 船舶空调系统的分类2．区域再热式单风管系统 将中央空调器统一处理后的空气 由分配室或主风管内的二次换热器对送风再加热 再用单风管送至各个舱室 热负荷较小舱室可不进行再加热 舱室单独调节仍靠变量调节 但调节幅度明显减小 可解决几部分热湿比相差较大的舱室不得已列入同一空调区所带来的弊病12-3-1 船舶空调系统的分类12-3-1 船舶空调系统的分类3．末端再处理式单风管系统 除中央空调器对送风作统一处理外 还在各舱室布风器内设末端换热器 末端再处理方式通常有两种 末端电再热式（在布风器内设电加热器） 冬季靠改变加热电阻的阻值进行变质调节 空调器将送风只加热到满足热负荷较低舱室要求 一般为20～30℃ 夏季则只能做变量调节 送风温度为11～15℃ 所花费用不多，管理也较简单 在低温海域航行的货船多有使用 12-3-1 船舶空调系统的分类12-3-1 船舶空调系统的分类末端水换热式 布风器内设水换热器 冬季通热水 夏季通冷水 冬、夏都可藉调节水量实现变质调节 空调器只承担舱室的部分热、湿负荷 送风量比其它空调器减少1／2～1／3 有的可采用全新风 性能较好，造价较高，管理也较麻烦，实际应用较少12-3-1 船舶空调系统的分类12-3-1 船舶空调系统的分类 4．双风管系统 中央空调器由前、后两部分组成 一部分送风经空调器预处理后即送至舱室，称一级送风 其余部分则经再处理后经后送至舱室，称二级送风 通过调节布风器两个风门开度，改变送风混合比，即可调节舱室温度12-3-1 船舶空调系统的分类12-3-1 船舶空调系统的分类冬、夏都可变质调节，调节灵敏 空调器和风管系统的重量和尺寸较大 不需设末端换热器 可用较便宜的直布式布风器，故噪声低，管理简单 适合对空调性能要求高的客船12-3-1 船舶空调系统的分类12-3-1 船舶空调系统的分类空调系统按送风管内空气流速高低分为： 1．低速系统 主风管内风速不超过15m／s 常用的风速范围为10～15m／s 送风支管的风速为4～8m／s 由于风速低，风管阻力小，风机风压不高 但低风速则要求风管截面增大 这使得风管尺寸、重量也随之增大 为了减小风管所占的空间高度 截面需做成扁矩形 使得制造、安装和隔热包扎都较麻烦12-3-1 船舶空调系统的分类12-3-1 船舶空调系统的分类 2．高速系统 主风管内风速在15m／s以上 常用风速为25m／s左右, 有的高达30m／s 送风支管风速约为8～15m／s 可用送风温差较大的诱导式送风 使送风量减小，风管尺寸和重量都减小 用 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 化圆风管及附件，便于安装，又降低成本 缺点： (1)风管阻力大，风机功率较大, 高风压使空气温度升高, 增加热负荷 (2)噪声大。 许多船舶采用主风管风速在15m／s的中速系统12-3-2 中央空调器12-3-2 中央空调器对空气进行集中处理的设备 通常置于上层甲板后部的专门舱室 1．空气的吸入、过滤和消音 新风和回风经新风进口1和回风进口被风机3吸入 在新、回风口处装有铁丝滤网 新风量和回风量的比例可用调风门2、4调节 回风量和总风量之比称为回风比 采用离心式通风机 高速系统用效率较高的后弯叶型风机 低速系统用前弯叶型风机12-3-2 中央空调器12-3-2 中央空调器12-3-2 中央空调器12-3-2 中央空调器高速系统风机布置在空调器进口（压出式空调器） 避免风机产生热量使排出空气温度升高 利于提高空气冷却器的蒸发温度 低速系统风机布置在空调器出口（吸入式空调器） 使空气比较均匀地流过换热器 空气滤器 滤除空气中的灰尘，净化舱室送风 保持空气换热器表面清洁，避免降低换热的效果 常用斜置抽屉式过滤元件（增大面积，降低阻力） 风机出口设有消音室15 利用风道截面积突然改变，使气流低频噪声消减 空调器内壁的多孔性吸声 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 使高频噪声消减12-3-2 中央空调器12-3-2 中央空调器2．空气的冷却和除湿 当外界气温高于25℃时 空调装置按降温工况运行 空气的冷却和除湿由空气冷却器和挡水板来完成 空气冷却器由蛇形肋片管构成 图示为直接蒸发式空气冷却器12-3-2 中央空调器12-3-2 中央空调器空冷器管壁温度一般都低于空气露点 对空气冷却时有除湿作用 管壁温度越低，除湿作用越大 应避免管壁结霜，以免妨碍空气流动 冷却器管壁温度不能低于0℃ 空调采用直接蒸发方式时 冷剂蒸发温度多为0～7℃12-3-2 中央空调器12-3-2 中央空调器空冷器壁面结露产生的凝水沿管外肋片下流 汇集在底部承水盘中 然后沿泄水管排走 泄水管出口设有U形水封 以防非降温工况时空气泄漏 为防止凝水被携入风管中 在空冷器后设有挡水板 挡水板由许多曲板1组成 空气流过时气流方向不断改变 所携带水滴碰撞到曲板上 然后落到承水盘2中泄出 曲板出口弯成挡水沟4 用以挡住水滴12-3-2-2 空气的冷却和除湿12-3-2-2 空气的冷却和除湿降温工况空气参数变化过程 新风状态点为1 回风状态点为2 新风和回风混合后状态点3 在1—2两点的连线上 点3距新风状态点和回风状态点的距离与新风量G1和回风量G2成反比 (3-1线段)／(3-2线段)＝G2／Gl 3-4为经过风机时等湿加热过程 点4为空冷器进口状态点213null12-3-2-2 空气的冷却和除湿12-3-2-2 空气的冷却和除湿空冷器出口的空气状态点 可取φ=100％饱和空气线上温度(冷却管壁温)的0点与点4连线上的某点5 冷却越充分，点5越靠近点0 4-5为流过空冷器的冷却减湿过程 送风过程空气流过风管会有一定温升，在图上由5—6过程表示21345612-3-2-2 空气的冷却和除湿12-3-2-2 空气的冷却和除湿6-7为空气在舱内按舱室ε吸热、吸湿的过程 7—2为回风在走廊里的等湿吸热过程 空调器热负荷包括 舱室全热负荷(约占40％以上) 送风过程吸热 回风过程吸热 风机热 新风全热负荷(将进风降温至回风状态，30％～50％) 67212-3-2-2 空气的冷却和除湿12-3-2-2 空气的冷却和除湿降温工况空冷器热负荷为： Q＝Vρ(h4-h5) 空调器热负荷又可分为 显热负荷 在舱外气温高、舱室显热负荷较大时，空调器的显热负荷增大 潜热负荷 当舱室湿负荷较大或舱外空气的含湿量较大时，空调器潜热负荷增加 增加回风量 使点3靠近点2 可相应减小新风的全热负荷12-3-2-3 空气的加热和加湿12-3-2-3 空气的加热和加湿当外界气温低于15℃时 应使空调装置按取暖工况运行 加热和加湿由空气加热器和加湿器完成 空气加热可采用 电加热 蒸气加热 船用集中式空调器多使用蒸气加热 加热蒸汽用表压为0.2～0.5Mp的饱和蒸汽 热水加热 间接冷却式空调系统在取暖工况 加热蒸汽的凝水经出口阻汽器流回热水井 阻汽器只允许凝水流过12-3-2-3 空气的加热和加湿12-3-2-3 空气的加热和加湿在冬季 外界空气相对湿度φ虽然很高(90％以上) 但因温度低，所以实际含湿量并不高 因此，还需要加湿 加湿可采用 蒸汽加湿 船用集中式空调器采用蒸汽加湿的较多 喷水加湿 电热加湿器12-3-2-3 空气的加热和加湿12-3-2-3 空气的加热和加湿最简单的加湿器 一根镀锌钢管 在迎风方向开有两排 直径为1～2mm的蒸汽 喷孔 图示出一种喷头式干式 蒸汽加湿器 蒸汽按圆喷头切线方向供入， 使蒸汽在喷头中旋转 将其中的凝水甩出，并从泄掉 使加入空气中的饱和蒸汽含水减小12-3-2-3 空气的加热和加湿12-3-2-3 空气的加热和加湿加湿器放在加热器后较合适 此处空气温度高，φ较小，蒸汽容易被吸收 应防止加湿过多而造成舱内壁面的结露 空调系统取暖工况空气参数变化过程如图 外界新风(状态点1)和回风(状态点2)在混合室内混合后的状态点为3312null12-3-2-3 空气的加热和加湿12-3-2-3 空气的加热和加湿3-4为流过风机等湿加热过程 4-5为流过加热器等湿加热过程 5-6为流过加湿器等温加湿过程(蒸汽加湿) 6-7为送风管中等湿降温过程 7-8为舱内按舱室热湿比线降温吸湿的过程 8-2为走廊回风等湿降温过程4135678212-3-2-3 空气的加热和加湿12-3-2-3 空气的加热和加湿取暖工况空调器热负荷包括 舱室全热负荷 送风热损失 回风热损失 新风热负荷(将进风加热加湿到回风状态) 其中 空气加热器承担显热负荷 加湿器承担潜热负荷 风机热可减轻加热器负荷 增加回风量可减小全热负荷41312-3-3 布风器12-3-3 布风器布风器应满足以下要求： (1)使送风与室内空气很好地混合，使室温均匀 (2)能保持入的活动区内风速适宜 (3)能单独进行调节 (4)阻力和噪声较小 (5)结构紧凑，外形美观，价格较低 布风器按安装位置的不同分为 顶式 装在天花板上，不占舱室地面，采用较多 壁式 靠舱壁底部垂直安装使用方便12-3-3 布风器12-3-3 布风器室内温度和湿度是否均匀 与室内空气的流动状况有关，而流动状况取决于 布风器的型式 出风口的位置 舱室回风口的位置 图示为布风器在舱室不同位置的空气流动状况 (a)适用于天花板较平整 的小舱室 (b)适用于高诱导比的壁 式布风器；12-3-3 布风器12-3-3 布风器图(c)适用于空间较大的舱室 图(d)则适用于空气参数均匀性要求较高的舱室12-3-3 布风器12-3-3 布风器布风器出风口以较大风速吹向舱室 射流不断扩散并卷吸室内空气与之混合 射流流程越长，混合效果越好 射流最好能达到对面舱壁 而射流较短(小送风量)，会使死区(滞流区)扩大 死区通常出现在房间角落里 在选用和布置布风器与回风口时 应使回流区和回旋区发生于人们经常活动的区域 尽量缩小死区 同时不使射流区扩大到人的活动区，因为射流区风速较高，直接吹到人身上会使人感到不舒适12-3-3-1 直布式布风器 12-3-3-1 直布式布风器 将送风直接送入舱室 出口形状利于气流扩散 如喇叭形、格栅形等 出口风速较低，一般为2～4m／s 送风与室内空气混合较慢 所以送风温差不宜过大，一般在10℃以下 价格较低，送风阻力小，噪声也低 设有调风门，有末端换热器时，还有调温旋钮12-3-3-1 直布式布风器 12-3-3-1 直布式布风器 图为一种单风管直布式布风器，属锥形扩散式 进风管1通入处设有容积较大的消音箱5 有可使风门2升降以调节风量的调节旋钮6 颈部风速可从2m／s直至10m／s，有一定诱导作用 故送风温差可提高到10℃左右 其阻力在直布式布风器中也稍大，约为150～300Pa12-3-3-1 直布式布风器 12-3-3-1 直布式布风器 图为双风管空调系统采用的一种顶式直布式布风器 两种温度不同的送风分别由两根送风管4、5送入 在消音室6中混合 从挡风板周围的缝隙中吹出 通过 调节旋钮1 联动操纵风门2、3 对舱室空气温度进行调节 也可分设两个调节旋钮 分别调节两种送风的风量 从而使调节幅度更大12-3-3-2 诱导式布风器12-3-3-2 诱导式布风器简称诱导器 图示为一种带电加热器的壁式诱导器 特点： 静压箱10中的静压较高 送风(称一次风)通过许多小喷嘴9喷出 喷嘴出风速度较高 能把很大一部分室内空气经外罩正面的进风栅4卷吸进来(称二次风) 混合后再从顶部出口格栅6吹出，送入室内12-3-3-2 诱导式布风器12-3-3-2 诱导式布风器二次风量G2与一次风量G1之比β称为诱导比 由于气温变化不大，ρ变化可以忽略；因此，诱导比 其诱导的室内空气越多 可增大一次风送风温差，而不影响室温均匀性 有利于减小风机的送风量和风管尺寸 但提高β会增加布风器阻力，需增大风机风压 一般诱导比以2～4较为经济12-3-3-2 诱导式布风器12-3-3-2 诱导式布风器诱导器设有调风旋钮 用以调节送风管的风门开度，改变一次风量 诱导器通常设有末端换热器 它与二次风进行换热，传热温差较大 比用于直布式布风器传热效果要好 带末端换热器的诱导器设有调温旋钮 改变换热器供水量或加热电阻实现舱温单独调节 二次风常有灰尘，末端换热器易脏污，需定期清洁 缺点： 阻力大，噪声较大，价格较贵 商船上仍以采用直布式布风器为多