船舶空調系統(tǒng)及設備

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1、 一 、 船 舶 空 調 系 統(tǒng) 的 分 類 集 中 式 和 半 集 中 式 船 舶 空 調 裝 置 根 據 其 調 節(jié) 方 法 的 不 同主 要 有 以 下 幾 種 形 式 。1 集 中 式 單 風 管 系 統(tǒng)2 區(qū) 域 再 熱 式 單 風 管 系 統(tǒng) 3 末 端 再 處 理 式 單 風 管 系 統(tǒng)4 雙 風 管 系 統(tǒng)第 三 節(jié) 船 舶 空 調 系 統(tǒng) 及 設 備 1 集 中 式 單 風 管 系 統(tǒng) 在 這 種 系 統(tǒng) 中 ， 送 風 由 中 央 空 調 器 統(tǒng) 一 處 理 ， 然 后 通 過 單 風 管 送 到各 個 艙 室 ， 如 圖 124所 示 。 由 于 各 艙 室 的 送 風

2、參 數 相 同 ， 所 以 對 各艙 室 空 氣 參 數 的 個 別 調 節(jié) 就 只 能 靠 改 變 布 風 器 風 門 的 開 度 ， 即 改 變 送風 量 來 實 現(xiàn) 。 這 種 系 統(tǒng) 比 較 簡 單 ， 初 置 費 較 低 ， 在 貨 船 上 用 得 最 普 遍 。但 因 采 用 變 量 調 節(jié) ， 調 節(jié) 幅 度 不 宜 過 大 ， 否 則 難 以 保 證 艙 室 的 新 風 供給 量 和 室 內 空 氣 參 數 基 本 相 等 ， 此 外 ， 調 節(jié) 時 還 會 對 其 它 艙 室 的 送 風量 產 生 干 擾 。 2 區(qū) 域 再 熱 District Reheat式 單 風 管

3、系 統(tǒng) 這 種 系 統(tǒng) 是 將 中 央 空 調 器 統(tǒng) 一 處 理 后 的 空 氣 ， 由 設 在 空 調 器 分 配室 各 隔 離 室 內 或 主 風 管 內 的 二 次 換 熱 器 對 送 風 進 行 再 加 熱 ， 即 對 送風 溫 度 作 進 一 步 調 節(jié) ， 然 后 再 用 單 風 管 送 至 各 個 艙 室 。 這 種 系 統(tǒng) 對 熱 負 荷 (絕 對 值 )較 小 的 艙 室 可 少 進 行 或 不 進 行 再 加 熱(即 采 用 較 小 的 送 風 溫 差 )， 故 一 般 可 不 必 把 送 風 量 過 分 調 小 。新 風回 風 混合室 風機 冷卻器預熱器 空 氣不 處

4、理再 熱 器 3 末 端 再 處 理 式 單 風 管 系 統(tǒng) 這 種 系 統(tǒng) 除 在 中 央 空 調 器 中 對 送 風 作 統(tǒng) 一 處 理 外 ， 還 在 各 艙 室的 布 風 器 內 設 末 端 換 熱 器 ， 對 送 風 進 行 末 端 再 處 理 。 末 端 再 處 理 的 方 式 通 常 有 兩 種 。一 種 是 末 端 電 再 熱 式 ， 即 在 布 風 器 內 設 電 加 熱 器 j冬 季 改 變 加 熱 電阻 的 阻 值 進 行 變 質 調 節(jié) ， 空 調 器 將 送 風 只 加 熱 到 能 滿 足 熱 負 荷 較低 的 艙 室 對 室 溫 的 最 低 要 求 即 可 ， 一

5、般 為 20 30 ， 夏 季 則 只 能做 變 量 調 節(jié) ， 送 風 溫 度 為 11 15 。 這 種 方 法 所 花 費 用 不 多 ， 管理 也 較 簡 單 ， 常 在 低 溫 海 域 航 行 的 貨 船 多 有 使 用 。另 一 種 是 末 端 水 換 熱 式 ， 即 在 布 風 器 內 設 水 換 熱 器 ， 冬 季 通 以 熱水 ， 夏 季 則 通 以 冷 水 ， 如 圖 125所 示 。 這 種 系 統(tǒng) 冬 、 夏 都 可 藉 調節(jié) 水 量 實 現(xiàn) 變 質 調 節(jié) 。 取 暖 工 況 時 送 風 溫 度 約 為 15 25 ； 降 溫工 況 時 約 為 12 16 。 這 種

6、 系 統(tǒng) 的 空 調 器 只 需 承 擔 艙 室 的 部 分 熱 、 濕 負 荷 ， 故 送 風 量 可 比 其 它 空 調 器 減 少 1 2 1 3， 有 的 即 可 采用 全 新 風 。 4 雙 風 管 系 統(tǒng) 這 種 系 統(tǒng) 的 中 央 空 調 器 如 圖 所 示 ， 由 前 、 后 兩 部 分 組 成 ， 一 部分 送 風 經 空 調 器 前 部 預 處 理 后 即 經 中 間 分 配 室 送 至 艙 室 布 風 器 ，稱 為 一 級 送 風 ， 而 其 余 部 分 則 經 空 調 器 后 部 再 處 理 后 經 后 分 配 室送 至 艙 室 布 風 器 ， 稱 為 二 級 送 風

7、。 這 種 系 統(tǒng) 能 向 艙 室 同 時 供 送 溫 度 不 同 的 兩 種 空 氣 ， 因 此 通 過 調 節(jié) 布 風 器兩 個 風 門 的 開 度 ， 改 變 兩 種 送 風 的 混 合 比 ， 即 可 調 節(jié) 艙 室 溫 度 ， 冬 、 夏都 可 變 質 調 節(jié) ， 調 節(jié) 靈 敏 。 雖 然 空 調 器 和 風 管 系 統(tǒng) 的 重 量 和 尺 寸 較 大 ，但 因 不 需 設 末 端 換 熱 器 ， 可 采 用 較 便 宜 的 直 布 式 布 風 器 ， 故 噪 聲 低 ， 管理 簡 單 ， 當 布 風 器 數 量 較 多 時 總 造 價 比 末 端 再 處 理 式 低 ， 較 適

8、合 對 空 調性 能 要 求 高 的 客 船 。 在 取 暖 工 況 時 ： 一 級 送 風 溫 度 應 控 制 在 15 左 右 ， 二級 送 風 溫 度 可 視 外 界 氣 候 條 件 而 定 ，一 般 在 29 43 的 范 圍 內 ；降 溫 工 況 時 ：一 級 送 風 溫 度 為 進 風 溫 度 加 風 機 溫 升(當 不 裝 預 冷 器 時 )，二 級 風 溫 度 為 11 15 。雙 風 管 系 統(tǒng) 問 題 ： 1.下 列 系 統(tǒng) 冬 季 、 夏 季 都 可 變 質 調 節(jié) 的 是 ：(1)區(qū) 域 再 熱 式 單 風 管(2)末 端 電 再 熱 式 單 風 管 (3)雙 風 管(

9、4)集 中 式 單 風 管2.下 列 空 調 系 統(tǒng) 夏 季 只 能 變 量 調 節(jié) ， 冬 季 可 變 質 調 節(jié) 的 是 ：(1)區(qū) 域 再 熱 式 單 風 管(2)末 端 電 再 熱 式 單 風 管 (3)雙 風 管(4)末 端 水 再 熱 式 單 風 管3.下 列 空 調 系 統(tǒng) 冬 、 夏 季 都 只 能 變 量 調 節(jié) 的 是 ：(1)區(qū) 域 再 熱 式 單 風 管(2)末 端 電 再 熱 式 單 風 管 (3)雙 風 管(4)末 端 水 再 熱 式 單 風 管 空 調 系 統(tǒng) 按 送 風 管 內 空 氣 流 速 的 高 低 分 為 ：1 低 速 系 統(tǒng) 低 速 系 統(tǒng) 主 風 管

10、 內 的 風 速 不 超 過 15m s， 常 用 的 風 速 范圍 為 10 15m s， 進 入 各 艙 室 送 風 支 管 的 風 速 為 4 8m s。由 于 風 速 低 ， 風 管 阻 力 小 ， 所 以 空 調 風 機 的 風 壓 不 高 ， 全 風 壓約 在 12kPa以 下 ； 但 低 風 速 則 要 求 風 管 截 面 增 大 ， 這 使 得 風 管尺 寸 、 重 量 也 隨 之 增 大 ， 且 為 了 減 小 風 管 所 占 的 空 間 高 度 ， 截面 需 做 成 扁 矩 形 ， 使 得 制 造 、 安 裝 和 隔 熱 包 扎 都 較 麻 煩 。 2 高 速 系 統(tǒng) 高

11、速 系 統(tǒng) 主 風 管 內 的 風 速 在 15m s以 上 ， 常 用 風 速 為 25m s左 右 ， 有 的 高 達 30m s， 送 風 支 管 風 速 約 為 8 15m s。 由 于 風速 高 ， 可 采 用 送 風 溫 差 較 大 的 誘 導 式 送 風 ， 使 送 風 量 減 小 ， 故 風 管的 尺 寸 和 重 量 都 可 減 小 。 高 速 系 統(tǒng) 多 采 用 預 隔 熱 標 準 化 圓 風 管 及 附件 ， 既 便 于 安 裝 ， 又 可 降 低 成 本 。 二 、 中 央 空 調 器 Central Air Conditioner 中 央 空 調 器 是 集 中 式 和

12、 半 集 中 式 空 調 裝 置 對 空 氣 進 行 集 中 處 理 的 設備 。 在 貨 船 上 ， 它 通 常 置 于 上 層 甲 板 后 部 的 專 門 艙 室 空 氣 調 節(jié) 站里 ， 在 客 船 上 空 調 器 數 目 較 多 ， 故 多 分 布 在 全 船 各 處 。 下 圖 以 單 風 管系 統(tǒng) 的 中 央 空 調 器 為 例 說 明 空 調 器 的 各 組 成 部 分 及 其 工 作 情 況 。 1 空 氣 的 吸 入 、 過 濾 和 消 音 外 界 新 風 和 空 調 艙 室 的 回 風 分 別 經 新 風 進 口 1和 回 風 進 口 被 風 機 3吸 人 。 在 新風 和

13、 回 風 進 口 處 裝 有 鐵 絲 網 或 百 葉 窗 ， 以 防 吸 入 較 大 的 異 物 。 新 風 量 和 回 風 量的 比 例 可 用 手 動 調 風 門 2、 4進 行 調 節(jié) 。 回 風 量 和 總 風 量 之 比 稱 為 回 風 比 ， 設 計時 已 經 確 定 。 調 風 門 的 開 度 在 空 調 裝 置 調 試 時 已 按 要 求 調 好 ， 一 般 情 況 不 予 變動 。 空 調 通 風 機 的 靜 壓 應 能 克 服 空 調 器 和 送 風 系 統(tǒng) 的 阻 力 ， 故 采 用 風 壓較 高 、 噪 聲 較 低 的 離 心 式 通 風 機 。 高 速 系 統(tǒng) 可 采

14、 用 效 率 較 高 的 后 彎 葉型 風 機 ， 而 低 速 系 統(tǒng) 因 所 需 的 風 量 較 大 ， 為 減 小 風 機 尺 寸 多 采 用 前 彎葉 型 風 機 。 為 降 低 空 調 器 室 的 噪 聲 ， 現(xiàn) 在 多 將 風 機 安 裝 在 空 調 器 內 。由 于 風 機 工 作 時 所 產 生 的 熱 量 將 使 排 出 的 空 氣 溫 度 升 高 ， 高 速 系統(tǒng) 為 了 避 免 降 溫 工 況 時 送 風 溫 度 過 高 ， 并 有 利 于 提 高 空 氣 冷 卻 器 的蒸 發(fā) 溫 度 ， 通 常 多 把 風 機 布 置 在 空 調 器 的 進 口 ， 稱 為 壓 出 式

15、空 調 器 。在 低 速 系 統(tǒng) 里 ， 由 于 風 壓 較 低 ， 空 氣 流 經 風 機 的 溫 升 較 小 ， 故 可 把風 機 布 置 在 空 調 器 的 出 口 ， 以 使 空 氣 能 比 較 均 勻 地 流 過 各 換 熱 器 ，稱 之 為 吸 入 式 空 調 器 。 風 機 2 空 氣 的 冷 卻 和 除 濕 一 般 當 外 界 氣 溫 高 于 25 時 ， 就 應 使 空 調 裝 置 按 降 溫 工 況 運 行 。 空 氣 的 冷 卻 和 除 濕 在 空 調 器 中 是 由 空 氣 冷 卻 器 和 擋 水 板 來 完 成 的 。 1 新 風 進 口 狀 態(tài) 點 ；2 回 風 進

16、 口 狀 態(tài) 點 ；3 新 風 ， 回 風 混 合 后 的 狀 態(tài) 點 ：4 風 機 出 口 (空 冷 器 進 口 )狀 態(tài) 點 ；5 空 冷 器 出 口 狀 態(tài) 點 ；6 艙 室 送 風 狀 態(tài) 點 ；7室 內 空 氣 狀 態(tài) 點 。 新 風 狀 態(tài) 點 為 1，回 風 狀 態(tài) 點 為 2，新 風 和 回 風 在 進 風 混 合 室 內 混 合 ， 混 合 后 的狀 態(tài) 點 3在 l一 2兩 點 的 連 線 上 。 點 3距 新 風 狀態(tài) 點 和 回 風 狀 態(tài) 點 的 距 離 與 新 風 量 C： 和 回風 量 G： 成 反 比 ， 即 (31線 段 長 ) (32線段 長 )點 4為 空

17、 冷 器 進 口 狀 態(tài) 點 ，空 冷 器 出 口 的 空 氣 狀 態(tài) 點 可 取 100的 飽 和 空 氣 線 上 溫 度 相 當 于 冷 卻 管 壁溫 的 0點 與 點 4連 線 上 的 某 點 5。45即 為 空 氣 流 過 空 冷 器 時 的 冷 卻 減 濕 過 程 。 5-6 送 風 管 雖 包 有 隔 熱 層 ， 但也 難 免 會 有 滲 入 熱 。 因 此 ， 送風 過 程 空 氣 流 過 風 管 會 有 一 定溫 升 (一 般 為 l 1 5 )， 在 圖上 由 56過 程 表 示 。67在 艙 內 按 艙 室 熱 濕 比 吸 熱 、吸 濕 的 過 程 。7-2為 回 風 在

18、走 廊 的 等 濕 吸 熱 過程 。 3.空 氣 的 加 熱 heating和 加 濕 humidification冬 季 外 界 空 氣 相 對 濕 度 很 高 ， 但 因 溫 度 低 ， 實 際 含 濕 量 并 不高 ， 因 此 冬 季 在 空 調 器 中 除 對 空 氣 加 熱 外 ， 還 需 要 加 濕 。加 熱 方 式 電 加 熱蒸 汽 加 熱熱 水 加 熱 阻 汽 器 凝 水 熱 水 井加 熱 器飽 和 蒸 汽(0.20.5MPa) Steam Trap 加 濕 方 式 蒸 汽 加 濕噴 水 加 濕電 熱 加 濕加 濕 器 應 放 置 在 加 熱 器 后 ， 因 為 此 處 空 氣

19、 溫 度 高 ， 相 對 濕 度小 ， 噴 入 的 蒸 汽 (或 水 )容 易 被 空 氣 吸 收 ， 同 時 還 可 防 止 加 濕 器在 進 風 溫 度 太 低 時 結 凍 ， 但 應 防 止 加 濕 過 多 造 成 艙 內 壁 面 結露 。 問 題 ： 1. 噴 汽 加 濕 過 程 空 氣 溫 度 (上 升 、 基 本 不 變 、 降 低 )？2. 噴 水 加 濕 過 程 送 風 溫 度 (上 升 、 不 變 、 降 低 )？ 總 焓 值 (上 升 、 基本 不 變 、 降 低 )？3. 夏 季 ， 空 氣 經 過 冷 卻 器 后 含 濕 量 (增 大 、 減 小 )？ 相 對 濕 度

20、(增 大 、減 小 ) ？4. 冬 季 ， 氣 溫 較 低 時 加 濕 閥 開 度 應 (增 大 、 減 小 )？5. 冬 季 ， 氣 溫 升 高 到 5C以 上 ， 加 濕 閥 應 (增 大 開 度 、 減 小 開 度 、關 閉 )？ A. COP太 低 B. 熱 負 荷 過 大8. 空 調 制 冷 裝 置 蒸 發(fā) 壓 力 不 宜 過 低 主 要 防 止 ( )C. 除 濕 量 太 大 D. 結 霜 堵 塞 風 道太 低 熱 負 荷 過 大6. 室 外 氣 溫 不 變 ， 含 濕 量 增 大 ， 空 冷 器 顯 熱 負 荷 (增 大 、 不 變 、減 小 )？ 潛 熱 負 荷 (增 大 、

21、減 小 )？7. 空 氣 經 過 加 熱 器 后 ， 相 對 濕 度 (增 加 、 降 低 )？ 含 濕 量 (上 升 、 不變 、 降 低 )？9. 夏 季 工 況 空 氣 流 經 ( )是 不 正 確 的 。C. 擋 水 板 是 等 溫 減 濕 D. 走 廊 回 風 是 等 濕 升 溫A. 風 機 是 等 濕 升 溫 B. 冷 卻 器 是 降 溫 減 濕 10. 其 它 條 件 不 變 ， 空 冷 器 壁 溫 增 高 ， 則 ( )。C.含 濕 量 不 變 D. 相 對 濕 度 減 小A. 含 濕 量 降 低 B.含 濕 量 增 大9. 冬 季 工 況 空 氣 ( )是 不 正 確 的 。

22、C. 噴 水 加 濕 是 等 溫 加 濕 D. 走 廊 回 風 是 等 濕 降 溫A. 流 經 風 機 是 等 濕 升 溫 B. 流 經 加 熱 器 是 等 濕 升 溫11. 冬 季 ， 新 風 與 回 風 混 合 后 含 濕 量 (增 加 、 不 變 、 減 小 )。12. 夏 季 ， 新 風 與 回 風 混 合 后 焓 值 (增 加 、 不 變 、 減 小 )。 三 、 布 風 器 Air Distributor 艙 室 的 送 風 是 通 過 布 風 器 送 入 的 。 布 風 器 應 滿 足 以 下 要 求 ：(1)能 使 送 風 與 室 內 空 氣 很 好 地 混 合 ， 從 而 使

23、 室 溫 均 勻 性 好 ；(2)能 保 持 人 的 活 動 區(qū) 內 風 速 適 宜 ；(3)能 單 獨 進 行 調 節(jié) ；(4)阻 力 和 噪 聲 較 小 ；(5)結 構 緊 湊 ， 外 形 美 觀 ， 價 格 較 低 。 布 風 器 按 安 裝 位 置 的 不 同 分 為 頂 式 和 壁 式 兩 類 。 壁 式 布 風 器 靠 艙 壁 底 部 垂 直 安 裝 ， 使 用 方 便 。 頂 式 布 風 器 裝 在 天 花 板 上 ， 不 占 艙 室 地 面 ， 藝 術 造型 能 與 頂 燈 配 合 ， 起 到 裝 飾 效 果 ， 所 以 ， 在 船 舶 空 調系 統(tǒng) 中 采 用 較 多 。 (

24、a) 適 用 于 天 花 板 較 平 整 的 小 艙 室 ：(b) 適 用 于 高 誘 導 比 的 壁 式 布 風 器 ，(c) 適 用 于 空 間 較 大 的 艙 室 ；(d) 適 用 于 空 氣 參 數 均 勻 性 要 求 較 高 的 艙 室 。 布 風 器 按 送 風 誘 導 作 用 的 強 弱 可 分 為 直 布 式 和 誘 導 式 兩 類 。 1、 直 布 式 布 風 器 直 布 式 布 風 器 是 一 種 將 送 風 直 接 送 入 艙 室 的 布 風 器 ， 其 出 口 做 成 有利 于 送 風 氣 流 擴 散 的 形 狀 ， 如 喇 叭 形 、 格 柵 形 等 。 直 布 式

25、布 風 器 的 出口 風 速 較 低 ， 一 般 為 2 4m s， 送 風 與 室 內 空 氣 混 合 較 慢 ， 所 以 送風 溫 差 不 宜 過 大 ， 一 般 在 10 以 下 。 直 布 式 布 風 器 圖 為 一 種 帶 電 加 熱 器 的 壁 式誘 導 器 。它 的 特 點 是 靜 壓 箱 10中 的 靜壓 較 高 ， 送 風 (稱 一 次 風 )是通 過 許 多 小 噴 嘴 9(約 26 46個 )噴 出 ， 噴 嘴 的 出 風 速 度較 高 (一 般 可 達 20 40ms)， 能 把 很 大 一 部 分 室 內 空氣 經 外 罩 正 面 的 進 風 柵 4卷吸 進 來 (稱

26、 二 次 風 )， 混 合 后再 從 頂 部 出 口 格 柵 6吹 出 ，送 入 室 內 . 2、 誘 導 式 布 風 器 （ 簡 稱 誘 導 器 ） 二 次 風 量 G2(kg h)與 一 次 風 量 G1(kg h)之 比 稱 為 誘 導 比 。 由 于 氣 溫 變 化不 大 ， 密 度 變 化 可 以 忽 略 ， 因 此 ， 誘導 比 ： G2/G1 V2/V1一 般 誘 導 比 為 2 4較 為 經 濟 ， 這 時靜 壓 箱 中 的 相 應 靜 壓 約 為 0 150 5 kPa。除 阻 力 大 外 ， 誘 導 器 的 另 一 缺 點 是 噪 聲 較 大 ， 可 達 50 55dB。

27、此 外 ， 誘導 器 的 價 格 也 昂 貴 。 因 此 ， 目 前 在 商 船 上 仍 以 采 用 直 布 式 布 風 器 為 多 。誘 導 式 布 風 器 （ 簡 稱 誘 導 器 ） 問 題 ： 1. 誘 導 式 布 風 器 與 直 布 式 布 風 器 相 比 ， 優(yōu) 點 是 ： A. 低 噪 聲 B.低 風 壓 C.小 風 量2. 供 給 誘 導 器 的 風 量 為 30m 3/h， 布 風 器 出 口 總 風 量 90m 3/h， 誘 導比 為 ( )。3. 誘 導 器 的 噴 嘴 送 風 量 為 50m 3/h， 室 內 卷 吸 風 量 150m 3/h， 誘 導 比為 ( )。23