4.2.3空调系统设备讲解

2022-12-51第三节 船舶空调系统及设备船舶辅机第12章 船舶空调装置船舶空调装置 Marine Air Conditioning Plant一、船舶空调系统的分类二、中央空调器Central Air Conditioner三、布风器Air Distributor组成、各部分的作用；取暖、制冷工况h-d图上的变化过程()。结构形式，诱导比()2022-12-52船舶辅机第12章 船舶空调装置船舶空调装置 Marine Air Conditioning Plant一、船舶空调系统的分类1.集中式单风管系统Central Single Duct System根据调节方法分类舱室的空气参数的调节只能靠改变布风器风门开度，即改变风量调节。对“单风管”的理解：不是只有一根送风管，而是所有送风管内的空气参数相同。（还可理解为？布风器）2022-12-53船舶辅机第12章 船舶空调装置船舶空调装置 Marine Air Conditioning Plant2.区域再热District Reheat式单风管系统将中央空调器统一处理后的空气，由设在空调器分配室各隔离室内或主风管内的二次换热器对送风进行再加热，然后再用单风管送至各个舱室（即对显热负荷绝对值较大的舱室送风再加热）。对热负荷较小的舱室可不进行再加热，不必把风量过分调小。新风回风混合室风机冷却器预热器空气不处理再热器2022-12-54船舶辅机第12章 船舶空调装置船舶空调装置 Marine Air Conditioning Plant3.末端再处理式Terminal Reprocessing单风管系统除在中央空调器中对送风作统一处理外，还在各舱室的布风器内设末端换热器Terminal Heat Exchanger，对送风进行末端再加热或再冷却。冬季夏季末端电再热式变质调节变量调节末端水换热式变质调节2022-12-55船舶辅机第12章 船舶空调装置船舶空调装置 Marine Air Conditioning Plant1-中央空调器2-水冷却器3-水加热器4-循环水泵5-有末端换热器的诱导器6-膨胀水箱末端水换热式单风管系统2022-12-56船舶辅机第12章 船舶空调装置船舶空调装置 Marine Air Conditioning Plant4.双风管Dual Duct系统1-空气滤器2-空气预冷器3-空气预热器4-加湿器5-风机6-中间分配室7-再冷却器8-再加热器9-挡水板10-后分配室11-预处理送风管12-再处理送风管13-布风器一级送风一级送风二级送风二级送风特点：冬季和夏季都可变质调节；省去末端换热器，管理方便；采用直布式布风器，噪声小；2022-12-572022-12-58船舶辅机第12章 船舶空调装置船舶空调装置 Marine Air Conditioning Plant问题：1.下列系统冬季、夏季都可变质调节的是：(1)区域再热式单风管(2)末端电再热式单风管(3)双风管(4)集中式单风管2.下列空调系统夏季只能变量调节，冬季可变质调节的是：(1)区域再热式单风管(2)末端电再热式单风管(3)双风管(4)末端水再热式单风管3.下列空调系统冬、夏季都只能变量调节的是：(1)区域再热式单风管(2)末端电再热式单风管(3)双风管(4)末端水再热式单风管2022-12-59船舶辅机第12章 船舶空调装置船舶空调装置 Marine Air Conditioning Plant冬季夏季集中式单风管变量区域再热式单风管变量末端电再热式变质变量末端水换热式变质双风管变质请记录()：2022-12-510船舶辅机第12章 船舶空调装置船舶空调装置 Marine Air Conditioning Plant根据送风管内空气流速分类：主风管风速支管风速优点缺点低速系统1015m/s48m/s风速低，风管阻力小，风机的风压不高风管截面积大，风管尺寸、重量大。风管截面为扁矩形，制造、安装和隔热包扎麻烦高速系统1525m/s815m/s采用诱导式送风，送风量小，风管的尺寸和重量小。风管为预隔热标准化圆风管，安装简便，成本低运行成本高；风机风压高，功率大，风机会增加降温工况热负荷；空调器、风管系统，诱导式布风器噪声大中速系统15m/s左右采用标准化圆风管，不必设诱导送风，可降低成本、能耗和噪声2022-12-511船舶辅机第12章 船舶空调装置船舶空调装置 Marine Air Conditioning Plant二、中央空调器Central Air Conditioner1.空气的吸入、过滤和消音()1-新风进口2-新风调风门3-风机4-回风调风门5-空气滤器6-冷剂回气集管7-空气冷却器8-制冷剂分液器9-挡水板10-加湿器11-空气加热器12-底架13-检查门14-进风混合室15-消声室16-空气处理室17-承水盘18-送风分配室单风管系统中央空调器空气滤器用于除尘，保持换热器清洁。图中为斜置抽屉式，也有片式的，都能方便地拉出以便更换或清洗过滤元件。空气冷却器、挡水板后面详述。加湿器和空气加热器。这个系统设计不合理，加湿器应放在空气加热器之后，以利于加湿蒸汽(或水)被热空气吸收，还可防止加湿蒸汽(或水)结冻。新风量和回风量的比例可用手动调风门进行调节，调好后一般不变动。空调回风比回风量总风量Return Air Ratio风机出风口截面积渐扩，有利于消减低频噪音。出风口和空调器内壁贴有多孔性材料，用来消减高频噪音。2022-12-512船舶辅机第12章 船舶空调装置船舶空调装置 Marine Air Conditioning Plant()空调通风机 A/C Fan/Blower叶片放置位置叶型原因型式原因高速系统后弯叶型效率高压出式空调器空气流经风机温升大。1.提高制冷量；2.提高制冷系数；3.降低降温工况送风温度；低速系统前弯叶型风量大尺寸小吸入式空调器空气流经风机温升小。使空气均匀地流过换热器2022-12-513直接冷却式空气冷却器船舶辅机第12章 船舶空调装置船舶空调装置 Marine Air Conditioning Plant2.空气的冷却和除湿1.制冷剂蒸发温度不低于-2-4oC，一般为07oC。2.空气冷却器的凝水沿管外肋片下流，汇集在底部的承水盘中，然后沿泄水管排走。泄水管出口有U形水封，防止空气旁通或漏泄。2.5m/s2022-12-514船舶辅机第12章 船舶空调装置船舶空调装置 Marine Air Conditioning Plant下面先复习湿空气的焓湿图Enthalpy-Humidity diagram，再讨论降温工况的空气参数在焓湿图上的变化过程。d(g/kg干空气)100%(饱和空气)等温线等相对湿度线等湿度线等焓线(-)(+)(0)2022-12-515船舶辅机第12章 船舶空调装置船舶空调装置 Marine Air Conditioning Plant单位风机热(h4-h3)40567123231GG单位回风吸热(h2-h1)空调器单位潜热负荷(h5-h5)空调器单位全热负荷(h4-h5)空调器单位显热负荷(h4-h5)5单位新风全热负荷(h3-h2)舱室单位全热负荷(h7-h6)dh=100%95.07.0)(04540ttttE接触系数冷却效率有回风集中式单风管降温工况()name单位送风吸热(h6-h5)空气冷却器热负荷kJ/h )(54hhVQ123新风回风2022-12-516船舶辅机第12章 船舶空调装置船舶空调装置 Marine Air Conditioning Plant关于3点状态的推导：新风状态点1(h1,d1)，干空气质量ma,1；回风状态点2(h2,d2)，干空气质量ma,2。混合后干空气质量：ma,3=ma,1+ma,2混合后湿空气中水蒸气质量：(ma,1+ma,2)d3=ma,1d1+ma,2 d2)(321,2,13ddmmddaa混合后湿空气焓值：(ma,1+ma,2)h3=ma,1h1+ma,2 h2)(321,2,13hhmmhhaa32321313ddhhddhh1-3与3-2热湿比相同，所以3在1和2的连线上。231332131,2,ddddmmaa把m换算成风量G，得教材结论。2022-12-517船舶辅机第12章 船舶空调装置船舶空调装置 Marine Air Conditioning Plant3.空气的加热heating和加湿humidification冬季外界空气相对湿度很高，但因温度低，实际含湿量并不高，因此冬季在空调器中除对空气加热外，还需要加湿。加热方式电加热蒸汽加热热水加热阻汽器凝水热水井加热器饱和蒸汽(0.20.5MPa)Steam Trap2022-12-518船舶辅机第12章 船舶空调装置船舶空调装置 Marine Air Conditioning Plant加湿方式蒸汽加湿喷水加湿电热加湿加湿器应放置在加热器后，因为此处空气温度高，相对湿度小，喷入的蒸汽(或水)容易被空气吸收，同时还可防止加湿器在进风温度太低时结冻，但应防止加湿过多造成舱内壁面结露。2022-12-519船舶辅机第12章 船舶空调装置船舶空调装置 Marine Air Conditioning Plant=100%单位送风热(h6-h7)舱室单位全热负荷(h7-h8)单位回风热(h8-h2)单位新风全热负荷(h2-h3)单位风机热(h6-h7)空调器单位显热负荷(h5-h4)空调器单位潜热负荷(h6-h5)345678hd有回风集中式单风管取暖工况()time空气加热器热负荷)(2.1)()(454545ttVttcVhhVQp加湿器蒸汽耗量35635610)(2.110)(ddVddVW12新风回风2022-12-520船舶辅机第12章 船舶空调装置船舶空调装置 Marine Air Conditioning Plant喷水：等焓过程喷汽：等温过程2022-12-521船舶辅机第12章 船舶空调装置船舶空调装置 Marine Air Conditioning Plant问题：1.喷汽加湿过程空气温度(上升、基本不变、降低)？2.喷水加湿过程送风温度(上升、不变、降低)？总焓值(上升、基本不变、降低)？3.夏季，空气经过冷却器后含湿量(增大、减小)？相对湿度(增大、减小)？4.冬季，气温较低时加湿阀开度应(增大、减小)？5.冬季，气温升高到5C以上，加湿阀应(增大开度、减小开度、关闭)？2022-12-522船舶辅机第12章 船舶空调装置船舶空调装置 Marine Air Conditioning Plant6.室外气温不变，含湿量增大，空冷器显热负荷(增大、不变、减小)？潜热负荷(增大、减小)？7.空气经过加热器后，相对湿度(增加、降低)？含湿量(上升、不变、降低)？9.夏季工况空气流经()是不正确的。C.挡水板是等温减湿 D.走廊回风是等湿升温A.风机是等湿升温 B.冷却器是降温减湿A.COP太低 B.热负荷过大8.空调制冷装置蒸发压力不宜过低主要防止()C.除湿量太大 D.结霜堵塞风道A.COP太低 B.热负荷过大2022-12-523船舶辅机第12章 船舶空调装置船舶空调装置 Marine Air Conditioning Plant10.其它条件不变，空冷器壁温增高，则()。C.含湿量不变 D.相对湿度减小A.含湿量降低 B.含湿量增大9.冬季工况空气()是不正确的。C.喷水加湿是等温加湿 D.走廊回风是等湿降温A.流经风机是等湿升温 B.流经加热器是等湿升温11.冬季，新风与回风混合后含湿量(增加、不变、减小)。12.夏季，新风与回风混合后焓值(增加、不变、减小)。2022-12-524船舶辅机第12章 船舶空调装置船舶空调装置 Marine Air Conditioning Plant三、布风器Air Distributor要求能使送风与室内空气很好混合，从而使室温均匀能保持人的活动区内风速适宜能单独进行调节阻力和噪声小结构紧凑，外形美观，价格较低按安装位置分类：顶式、壁挂式2022-12-525船舶辅机第12章 船舶空调装置船舶空调装置 Marine Air Conditioning Plant适用于大空间的舱室适用于空气参数均匀性要求高的舱室用于天花板平整的小舱室侧吹式壁式在舱壁底部垂直安装，使用方便顶式孔板式2022-12-526船舶辅机第12章 船舶空调装置船舶空调装置 Marine Air Conditioning Plant按送风诱导作用强弱分类：直布式、诱导式1.直布式布风器2022-12-527船舶辅机第12章 船舶空调装置船舶空调装置 Marine Air Conditioning Plant按送风诱导作用强弱分类：直布式、诱导式1.直布式布风器特点：将风直接送入舱室，出口做成有利于送风气流扩散的形状。出口风速较低(24m/s)，送风与室内空气混合较慢，送风温差不宜过大(10oC以下)。价格低，阻力小，噪声低。一般设调风门，如有末端换热器，还设有调温旋钮。2022-12-528船舶辅机第12章 船舶空调装置船舶空调装置 Marine Air Conditioning Plant单风管直布式布风器2022-12-529船舶辅机第12章 船舶空调装置船舶空调装置 Marine Air Conditioning Plant球形布风器2022-12-530船舶辅机第12章 船舶空调装置船舶空调装置 Marine Air Conditioning Plant双风管直布式布风器1-调节旋钮2-风门3-风门4-一级送风管5-二级送风管6-消音室特点：可利调节旋钮调节两种送风量比例。2022-12-5312022-12-532船舶辅机第12章 船舶空调装置船舶空调装置 Marine Air Conditioning Plant2.诱导式布风器(诱导器)Induction Unit温度风量一次风Primary Air二次风Secondary Air2022-12-533船舶辅机第12章 船舶空调装置船舶空调装置 Marine Air Conditioning Plant2.诱导式布风器(诱导器)Induction Unit1212 VVGG一次风量二次风量诱导比Induction Ratio()诱导式布风器的特点1.允许减小送风量，允许较大送风温差。2.可提高二次换热器换热效果。3.阻力大、噪声较大(5055dB)，一般不用。船上一般采用直布式布风器。2022-12-534船舶辅机第12章 船舶空调装置船舶空调装置 Marine Air Conditioning Plant问题：1.诱导式布风器与直布式布风器相比，优点是：A.低噪声 B.低风压 C.小风量2.供给诱导器的风量为30m3/h，布风器出口总风量90m3/h，诱导比为()。3.诱导器的喷嘴送风量为50m3/h，室内卷吸风量150m3/h，诱导比为()。23