第十二章船舶空调装置课件

Click to edit Master title style,marine air conditioning plant,第一节 概述,第二节 空调的送风量和送风参数,第三节 船舶空调系统及设备,第四节 船舶空调装置的自动调节,第五节 船舶空调装置的实例和管理,复习思考题,第十二章 船舶空气调节装置,为了能在舱室内创造出一个适宜的人工气候，以便为船员、旅客提供一个舒适的工作和生活环境，现代船舶大都设有空气调节装置。,第一节 概 述,一、对船舶空调的要求,船舶空调主要用于满足人们对工作和生活环境舒适和卫生的要求。它与某些生产工艺和精密仪器等所要求的恒温恒湿空调不同，对温、湿度等空气条件的要求并不十分严格，允许在稍大的范围内变动，属于,舒适性空调,。,船舶空调装置应能在规定的舱外空气设计参数下，使室内空气条件符合以下要求。,四 “度”,(1),温度,就空调来说，使人舒适与否最重要的是能在一般衣着时自然地保持身体的热平衡，其中影响最大的是空气的温度。在温度适中和稍有流动的空气条件下。,根据通常的衣着情况，一般人感到舒适的温度条件冬季为,1924,，夏季为,2128,。,我国船舶空调舱室设计标准是，冬季室温为,1922,；,夏季室温为,2428,；夏季室内外温差不超过,610,。,室内各处温差不超过,35,；,(2),湿度,人对空气的湿度并不十分敏感。相对温度在,30,70,的范围内人都不会感到不适。但如果湿度太低，人呼吸时会因失水过多而感到口干舌燥，而湿度太高，则汗液难以蒸发，也不舒服。,夏季空调,采用冷却除湿法，,室内湿度一般控制在,40,50,；,冬季室内湿度以,30,40,为宜,，以便减少送风加湿量，并防止靠外界的舱壁结露。,(3),清新程度,所谓清新程度是指空气清洁,(,少含粉尘和有害气体,),和新鲜,(,有足够的含氧量,),的程度。如果只,从满足人呼吸对氧气的需要出发,，,新鲜空气的最低供给量,24,m,3,/h,人,即可，然而要使 空气中二氧化碳、烟气等有害气体的浓度在允许的程度以下，则,新风量就需达到,3050,m,3,h ,人,。,(4),气流速度,在室内的活动区域，要求空气能有轻微的流动，以使室内温、湿度均匀和人不感到气闷，室内气流速度以,015020,ms,为宜，最大不超过,035,ms，,否则人会感到不舒适。,距室内空调出风口,1,m,处测试的噪声应不大于,5560,dB(A)。,我国所定的远洋船舶空调设计的舱外条件,冬季为一,18,，相对湿度,80,，,夏季为,+35,，湿球温度,28(,约相当于相对湿度,70),。,我国和,ISO,所定的船舶空调装置设计参数如表,12-1,所示。,工 况,项 目,冬 季,夏 季,室内温度,1922,2428,室内外温差,610,相对湿度,30,40,40,一,50,风速,035,m。,以下,新鲜空气量,3050,m,3,h,人,允许噪声级,5560,dB(A),舱外条件,(,远洋,),一,18 80,35 28(,湿球,),ISO SF6,舱外,22,一20,27 50,30 70,二、船舶空调装置概况,船舶空调装置一般都是将空气经过集中处理再分送到各个舱室，这样的空调装置称为,集中式或中央空调装置,。有的船舶空调装置还能将集中处理后送往各舱室的空气进行分区处理或舱室单独处理，称为,半集中式空调装置,。只有某些特殊舱室，例如机舱集中控制室，才单独设专用的空气调节器，称为,独立式空调装置,。,非空调舱室,(,厕所、浴室、配餐室等,),、公共活动舱室和病房，以及某些较大客船的走廊都设有抽风口，由排风机，经排风系统从高处排至舷外。,由于非空调舱室中形成一定的负压，空调舱室的空气就会自动流入，使非空调舱室也能得到一定的空调效果，并避免这些舱室的不良气味散发到其它舱室。,第二节、空调送风量和送风参数,一、空调送风量和送风参数的确定,1,舱室的显热负荷和湿负荷,单位时间内渗入舱室并能引起室温变化的热量称为舱室的显热负荷，单位为,kJh，,用,Q。,表示。,它主要包括：,(1),渗入热,因室内外温差而由舱室壁面渗入的热量,;,(2),太阳辐射热,因太阳照在舱室外壁而传入的热量,;,(3),人体热,室内人员散发的热量，平均每人约,210,kJh；,(4),设备热,室内照明和其它电气设备等所散发的热量。,据统计分析，夏季，渗入热约占舱室显热负荷的,26,31,；,透过玻璃窗的太阳辐射热约占,2527,，,人体散热约占,16,18,；,电气设备散热约占,4,5,。,这些热负荷都是从外界进入舱室的，夏季舱室的显热负荷都为正值。冬季，因渗入热变为负值,(,实际上是渗出热,),，而且绝对值远大于其余三项之和，故舱室显热负荷即变为负值。,舱室在单位时间内所增加的水蒸气量称为舱室的湿负荷，单位为,gh，,用,D,表示。,舱室的湿负荷主要来自室内人员和某些潮湿物品所散发的水汽。根据气温和劳动强度的不同，每个人产生的湿负荷约为,40200,gh。,湿负荷一般都为正值。,第二节、空调送风量和送风参数,舱室,（,t,r,r,）,送风,排风,回风,新风,显热负荷,湿负荷,2,送风量和送风参数的确定,图,122,示出舱室热、湿平衡的示意图。,当舱室内的空气状况稳定时，送风量和从室内排出的空气流量是相等的，换气所带走的热量和湿量应分别与舱室的热负荷和湿负荷相等,。即,Q,x,= Vc,p,(,t,r,-,t,s,) kJh,W = V(,d,r,-,d,s,) gh,式中：,V,送风的体积流量，,m,3,h；,空气密度，常温常压下约为1.2,kgm,3,c,p,空气定压比热，约为1,kJkg,t,r,t,s,室内温度及送风温度，,d,r,d,s,室内空气及送风含湿量，,g/kg,船舶各空调舱室的热负荷是各不相同的，即使是同一空调舱室，其热负荷也会变化；,各舱室人员对气候条件的要求也可能不同，因此，就希望能对各空调舱室的空气温度进行单独调节。,空气温度调节的方法有两种：,一是改变送风量，即变量调节；,主要通过改变布风器风门开度来实现，变量调节可能影响风管中的风压，干扰其它舱室的送风量，而且会影响室温分布的均匀性，调节性能不如变质调节好。,一种则是改变送风温度，即变质调节；,在布风器中进行再加热、再冷却或采用双风管系统来实现。,当外界气候条件很差，以致全船空调舱室的热负荷超过设计值，而送风量又已达到设计限度时，要保持舱室的温度适宜，就只能靠暂时减少新风量、增大回风量的方法来解决。,二、舱室的热湿比和空调分区,1,，舱室的全热负荷和热湿比,为了能在研究空调过程中利用湿空气的焓湿图，就须研究湿空气状态变化过程的焓值变化及过程的热湿比。,由工程热力学可知，,1,kg,湿,空气的焓,h,大致为,1,kg,干空气的焓,h,a,与其所含水蒸气的焓,0001,d,h,v,之和，即,h,=,h,a,+0001,d,h,v,kJkg,舱室的,全热负荷,Q,是单位时间内加入舱室使空气焓值变化的全部热量，它为显热负荷,Q,x,与潜热负荷,Q,q,之和。,Q,Q,x,+,Q,q,舱室的湿负荷,W,(kgh),会使空气的含湿量,d,增加，也就是使湿空气的焓值增加，即可视为,潜热负荷。,Q,q,=2.5W kJh,船上各空调舱室的位置、大小和用途不尽相同，所以不同舱室不仅热负荷和湿负荷可能不同，而且热湿比也可能不同。,位置相近和大小相同的舱室，热负荷相近，如住的人越多，则湿负荷越大，热湿比的绝对值就越小。,公共舱室,(,尤其是餐厅,),湿负荷一般较大，热湿比则比船员住舱要小；,夏季船员住舱的,约为,12, 56025 ,120,kJkg；,餐厅,则约为,6 28012 560,kJkg。,冬季,Q0，,为正值。,舱室的全热负荷和湿负荷之比可称为舱室的,热湿比,，用,表示。,2,空调的分区,空调装置的中央空调器的送风量不宜过大，比较合适的送风量约在,3 0007 500,m,3,h,范围内。这是因为每根,主风管,的流量通常都限制在,1 500,m,3,h,之内，以免其尺寸过大，这样，若一个中央空调器送风量太大，就会因主风管数目太多而难于布置。所以，空调舱室较多的船舶。,一般都分为若干独立的空调区，并为每区设置各自的空调器和送风系统。,在划分空调分区时，应将热湿比相近的舱室划在同一分区内。这是因为当舱室的热湿比相差较大时，若采用同样参数的送风，单靠调节风量，是不能使各舱室内的空气参数同时保持在适宜的范围之内的。,空调的分区,当空调舱室达到稳定状态时，换气所带走的热量和湿量，将等于舱室的热负荷和湿负荷；,其平衡关系可用全热平衡式,(127),和湿平衡式,(122),来表示。由于排走空气的参数就是室内空气的参数,(,t,r,、,d,r,和,h,r,)，,所以也可以理解为送风在参数,(,t,s,，,d,s,和,h,s,),转变到室内空气参数的过程中，正好吸收了相当于舱室热负荷和湿负荷的热量和湿量。,d,r,-,d,s,h,r,-,h,s,空调的分区,上述过程的热湿比也就是舱室的热湿比,:,当舱室的热湿比相近,(,如图中的,A,舱和,B,舱),时，采用合适的送风量，即可使各舱室内的参数处于,h,一,d,图上的舒适区域内。,但如果舱室间的热湿比相差太远,(,如图中的,A,舱与,C,舱),，则无论怎样调节送风量，也不可能使各舱室的空气参数同时处于,Ad,图上的舒适区域内。这时只有向热湿比较小的,C,舱送人含湿量小的风,(点,C)，,才可能使该舱室的空气参数进人舒适区域。,空调的分区,货船上，由于空调舱室不多，一般都是根据对热负荷影响的差别将左、右舷分为两个空调区，较大的船也有将受日光和海风影响较大的艇甲板以上舱室单独设区，即全船设三个空调区。,客船上，由于空调舱室为数甚多，则空调分区就要多得多。客船空调分区除照顾热湿比的差异外，还应避免风管穿过船上的防火隔墙或水密隔墙。如果确需穿过，则须加设防火风闸或水密风闸，以便一旦发生火灾或船体破损进水时，能及时将其关闭，以防火势曼延或海水进入。,第三节 船舶空调系统及设备,一、船舶空调系统的分类,集中式和半集中式船舶空调装置根据其,调节方法,的不同主要有以下几种形式。,1,集中式单风管系统,2,区域再热式单风管系统,3,末端再处理式单风管系统,4,双风管系统,1,集中式单风管系统,在这种系统中，送风由中央空调器统一处理，然后通过单风管送到各个舱室，如图,124,所示。由于各舱室的送风参数相同，所以对各舱室空气参数的个别调节就只能靠改变布风器风门的开度，即改变送风量来实现。这种系统比较简单，初置费较低，在货船上用得最普遍。但因采用变量调节，调节幅度不宜过大，否则难以保证舱室的新风供给量和室内空气参数基本相等，此外，调节时还会对其它舱室的送风量产生干扰。,2,区域再热式单风管系统,这种系统是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，即对送风温度作进一步调节，然后再用单风管送至各个舱室。,这种系统对热负荷,(,绝对值,),较小的舱室可少进行或不进行再加热,(,即采用较小的送风温差,),，故一般可不必把送风量过分调小。,3,末端再处理式单风管系统,这种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,，对送风进行末端再处理。,末端再处理的方式通常有两种。,一种是,末端电再热式,，即在布风器内设电加热器，,冬季,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能满足热负荷较低的舱室对室温的最低要求即可，一般为,2030,，,夏季,则只能做,变量调节,，送风温度为,1115,。这种方法所花费用不多，管理也较简单，常在低温海域航行的货船多有使用。,另一种是,末端水换热式,，即在布风器内设水换热器，冬季通以热水，夏季则通以冷水，如图,125,所示。这种系统冬、夏都可藉调节水量实现,变质调节,。取暖工况时送风温度约为,1525,；降温工况时约为,1216,。这种系统的空调器只需承担舱室的部分热、湿负荷，故送风量可比其它空调器减少,1213,，有的即可采用全新风。,4,双风管系统,这种系统的中央空调器如图所示，由前、后两部分组成，一部分送风经空调器前部预处理后即经中间分配室送至舱室布风器，称为,一级送风,，而其余部分则经空调器后部再处理后经后分配室送至舱室布风器，称为,二级送风,。,这种系统能向舱室同时供送温度不同的两种空气,，因此通过调节布风器两个风门的开度，改变两种送风的混合比，即可调节舱室温度，,冬、夏都可变质调节,，调节灵敏。虽然空调器和风管系统的重量和尺寸较大，但因不需设末端换热器，可采用较便宜的直布式布风器，故噪声低，管理简单，当布风器数量较多时总造价比末端再处理式低，较适合对空调性能要求高的客船。,双风管系统,在取暖工况时：,一级送风温度应控制在,15,左右，二级送风温度可视外界气候条件而定，一般在,2943,的范围内；,降温工况时：,一级送风温度为进风温度加风机温升,(,当不装预冷器时,),，,二级风温度为,1115,。,空调系统按送风管内,空气流速,的高低分为：,1,低速系统,低速系统主风管内的风速不超过,15,ms，,常用的风速范围为,1015,ms，,进入各舱室送风支管的风速为,48,ms。,由于风速低，风管阻力小，所以空调风机的风压不高，全风压约在,12,kPa,以下；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，且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。,2,高速系统,高速系统主风管内的风速在,15,ms,以上，常用风速为,25,ms,左右，有的高达,30,ms，,送风支管风速约为,815,ms。,由于风速高，可采用送风温差较大的诱导式送风，使送风量减小，故风管的尺寸和重量都可减小。高速系统多采用预隔热标准化圆风管及附件，既便于安装，又可降低成本。,二、中央空调器,中央空调器,是集中式和半集中式空调装置,对空气进行集中处理的设备,。在货船上，它通常置于上层甲板后部的专门舱室,空气调节站里，在客船上空调器数目较多，故多分布在全船各处。,下图示单风管系统的中央空调器为例说明空调器的各组成部分及其工作情况。,1,空气的吸入、过滤和消音,外界新风和空调舱室的回风分别经新风进口,1,和回风进口被风机,3,吸人。在新风和回风进口处装有铁丝网或百叶窗，以防吸入较大的异物。新风量和回风量的比例可用手动调风门,2、4,进行调节。,回风量和总风量之比称为回风比,，设计时已经确定。调风门的开度在空调装置调试时已按要求调好，一般情况不予变动。,空调通风机的静压应能克服空调器和送风系统的阻力，故采用风压较高、噪声较低的离心式通风机。,高速系统,可,采用,效率较高的,后弯叶型风机,，而,低速系统,因所需的风量较大，为减小风机尺寸多采用前弯叶型风机。,为降低空调器室的噪声，现在多将风机安装在空调器内。,由于,风机,工作时所产生的热量将使排出的空气温度升高，高速系统为了避免降温工况时送风温度过高，并有利于提高空气冷却器的蒸发温度，通常多把风机,布置在空调器的进口,，称为,压出式空调器,。,在低速系统里，由于风压较低，空气流经风机的温升较小，故可把风机,布置在空调器的出口,，以使空气能比较均匀地流过各换热器，称之为,吸入式空调器,。,空调器常采用斜置抽屉式过滤元件。,空调的高频噪音利用多孔性吸声材料吸收；低频噪音利用风道截面积突然变化消除。,风机,2,空气的冷却和除湿,一般当外界气温高于,25,时，就应使空调装置按降温工况运行。,空气的冷却和除湿,在空调器中是由,空气冷却器,和,挡水板,来完成的。,1,新风进口状态点；,2,回风进口状态点；,3,新风，回风混合后的状态点：,4,风机出口,(,空冷器进口,),状态点；,5,空冷器出口状态点；,6,舱室送风状态点；,7,室内空气状态点。,新风状态点为,1,，,回风状态点为,2,，,新风和回风在进风混合室内混合，混合后的状态点,3在,l,一2,两点的连线上。点,3,距新风状态点和回风状态点的距离与新风量,C：,和回风量,G：,成反比，即,(31,线段长,)(32,线段长,),点4,为空冷器进口状态点，,空冷器出口的空气状态点可取,100,的饱和空气线上温度相当于冷却管壁温的,0,点与点,4,连线上的某点,5,。,45,即为空气流过空冷器时的冷却减湿过程。,5-6,送风管虽包有隔热层，但也难免会有渗入热。因此，送风过程空气流过风管会有一定温升,(,一般为,l15)，,在图上由,56,过程表示。,67,在舱内按舱室热湿比吸热、吸湿的过程。,7-2,为回风在走廊的等湿吸热过程。,空调器的热负荷是舱室全热负荷、送风吸热、回风吸热、风机热以及新风全热负荷的总和。,Q=V,（h,4,-h,5,）,3,空气的加热和加湿,一般当外界气温低于,15,时，就应使空调装置按取暖工况运行。在空调器中空气的加热和加湿是由空气加热器和加湿器来完成的。,空气的加热可采用,电加热,、,蒸气加热,或,热水加热,等方式；,除间接冷却式空调系统在取暖工况利用同一换热器改以热水加热外，船用集中式空调器多使用蒸气加热。加热器由带肋片的蛇形管组成。加热蒸汽常用表压为,0205,MPa,的饱和蒸汽。,加湿,可采用,蒸汽加湿,或,喷水加湿,，在某些小型独立的空调装置中还采用电热加湿器。,船用集中式空调器采用蒸汽加湿的较多。最简单的加湿器就是图示的一根镀锌钢管,(,1,020mm)，,该管在迎风方向开有两排直径为,12,mm,的蒸汽喷孔,(,中心夹角,90,，孔距,50,mm,左右,),。,由于蒸汽加湿采用的是低压饱和蒸汽，稍有降温就会产生凝水，使加湿效果变差，为此又设计了其它各种干式蒸汽加湿器。,加湿器放置在加热器后比较合适,，因为此处空气温度较高，相对湿度较小，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冻结，但应防加湿过多而造成舱内壁面的结露。,三、布风器,舱室的送风是通过布风器送入的。,布风器应满足以下要求：,(1),能使送风与室内空气很好地混合，从而使室温均匀性好；,(2),能保持人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和壁式两类。,壁式布风器靠舱壁底部垂直安装，使用方便。,顶式布风器装在天花板上，不占舱室地面，在艺术造型工能与顶灯配合，起到装饰效果，所以，在船舶空调系统中采用较多。,(,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，,(,c),适用于空间较大的舱室；,(,d),适用于空气参数均匀性要求较高的舱室。,布风器按送风诱导作用的强弱可分为,直布式,和,诱导式,两类。,1,、直布式布风器,直布式布风器是一种将送风直接送人舱室的布风器，其出口做成有利于送风气流扩散的形状，如喇叭形、格栅形等。直布式布风器的出口风速较低，一般为,24,ms，,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。,直布式布风器,图为一种带电加热器的壁式诱导器。,它的特点是静压箱,10,中的静压较高，送风,(,称,一次风,),是通过许多小喷嘴,9(约2646个),喷出，喷嘴的出风速度较高,(,一般可达,2040,ms)，,能把很大一部分室内空气经外罩正面的进风栅,4,卷系进来,(,称,二次风,),，混合后再从顶部出口格栅,6,吹出，送人室内,.,2,、诱导式布风器（简称诱导器）,二次风量,G2(kgh),与一次风量,G1(kgh),之比称为,诱导比,。由于气温变化不大，密度变化可以忽略，因此，诱导比 ：,G,2,/,G,1,V,2,/,V,1,一般诱导比为,24,较为经济，这时静压箱中的相应静压约为,01505,kPa,。,除阻力大外，诱导器的另一缺点是噪声较大，可达,5055,dB。,此外，诱导器的价格也昂贵。因此，目前在商船上仍以采用直布式布风器为多。,诱导式布风器（简称诱导器）,第四节 船舶空调装置的自动调节,一、降温工况的自动调节,二,、取暖工况的温度自动调节,三,、取暖工况的湿度度自动调节,四、送风系统静压的自动调节,一、降温工况的自动调节,降温工况是用空气冷却器对空调送风进行冷却除湿。当送风进入舱室后，吸收热量和湿量，使室内能保持合适的空气状态。,降温工况只要舱保持空冷器中足够低的蒸发温度或载冷剂温度，即保持足够低的空冷器壁面温度，便有足够的除湿效果，使一般舱室的相对湿度都能保持在合适的范围之内，故降温工况通常都不对送风湿度再做专门调节。,对湿度不作调节,降温工况的自动调节,1,直接蒸发式空冷器的温度调节,采用直接蒸发式空冷器的空调制冷装置，一般都,采用带能量调节的制冷压缩机与热力膨胀阀相配合,，调节制冷量，使蒸发压力、蒸发温度保持在一定范围内。,鉴于每个热力膨胀阀适宜的制冷量范围有限，故有些热负荷变动较大的空调制冷装置就采用了二组电磁阀和膨胀阀为同一台空冷器供液，必要时切换使用。,图示的是采用能作三级能量调节的六缸压缩机的空调制冷装置低压管路的示意图，圈示该装置的性能曲线及工况变化。,外界空气温度和湿度较高，送风量较大时，空冷器热负荷较大，因蒸发压力,p,0,较高，两个能量调节压力继电器,P23、P33,和低压继电器,P,都接通，压缩机六缸运行。,两个电磁阀,1,DF、2DF,同时开启，较小的膨胀阀,1,TV,和较大的膨胀阀2,TV,同时供液,，压缩冷凝机组的性能曲线为,R，,工况点为,A。,随着外界空气温度、湿度的降低，部分布风器也可能关小，空冷器的热负荷相应减小，其性能曲线便向左移动，蒸发压力,Po,随之降低。为了避免,Po,太低使制冷系数,太小，同时为防止空冷器结霜，当工况点左移到一定程度,(,例如图中的,A,点),时，相应的,Po,值就会使,压力继电器,P33,断开,，压缩机遂减为四缸运行，其性能曲线变为,R23，,工况点也就移至,B,点，同时,电磁阀,1,DF,关闭,，仅剩下较大的,膨胀阀,2,TV,供液,。,倘使热负荷进一步降低，以致当工况点移至,B,位置时，则更低的,Po,值又会使,压力继电器,P23,也断开,，于是压缩机就减为两缸运行，其性能曲线变为,R13，,工况点则移至,C,点；这时,电磁阀,2,DF,关，,1,DF,开,，空冷器改由,较小的,1,TV,膨胀阀供液,。,图（,a）,所示,:,为避免室内温度太低，大多数空调装置采用控制回风温度的温度继电器和供液电磁阀对制冷装置进行双位调节，即当代表舱室平均温度的回风温度太低时，温度继电器就会自动关闭供液电磁阀，于是制冷装置停止工作。,图1(,b),所示：为了减少压缩机的起停次数，将蒸发器分为两组，并各自设有供液电磁阀和膨胀阀，,其中一组由感受新风温度的温度继电器控制,，以便当外界气温较低时，由于该温度继电器断电，关闭其控制的供液电磁阀，蒸发器工作面积相应减小，装置制冷量显著减小，以适应热负荷较低时的工作需要。,2间接冷却式空冷器的温度调节,下面是,根据回风温度控制载冷剂流量,的几种方案。回风温度代表舱室的平均温度，但这种调节滞后时间长，动态偏差较大。,(,a),为比例调节；,(,b),为双位调节；,(,c),是将冷却器分为两组，只对其中的一组进行双位调节。,二,、取暖工况的温度自动调节,1,调节方案,(1),控制送风温度,控制送风温度的方案调节：滞后时间较短，测温点离调节阀较近。且可采用比较简单的直接作用式温度调节器，这是空调系统常用的调节方案。此方案具体有,单脉冲信号,和,双脉冲信号,两种调节系统。,图(,a),所示为单脉冲信号送风温度调节系统。感温元件,1,放在空调器出口的分配室内，感受送风温度，然后将信号送到调节器,2,。当室外新风温度变化时，送风温度也随之变化，于是调节器根据送风温度与调节器的调定值发生的偏差，发出信号，改变加热工质调节阀的开度，使送风温度大致稳定。,但是，外界气候变化还使舱室显热负荷变化，仅控制送风温度不变，室温会产生较大的波动，所以又出现了双脉冲温度调节系统,单脉冲信号调节系统,图,(,b),所示为双脉冲信号送风温度调节系统，有两个感温元件,5和1,分别感受新风温度,t,w,和送风温度,t,s,，,两个信号同时送人调节器,2,，综合后再输出调节信号，操纵流量调节阀。这种系统在室外气温降低时相应提高送风温度，室外气温升高时相应降低送风温度，使室温变动减小，甚至保持不变。,室外温度的变化是导致室内温度变化的主要扰动量，在此扰动出现而室温尚未变化时就预先作出调节，称为,前馈调节,。试验表明，前馈调节能使调节的动态偏差减小，调节过程的时间缩短，调节的动态质量指标得到改善。,双脉冲信号温度调节中送风温度的变化量,t,s,与室外气温,(,新风温度,),的变化量,t,w,。,之比称为温度补偿率，用,K,T,表示。,双脉冲信号调节系统,(2),控制典型舱室的温度或回风温度,控制送风温度并不等于直接控制舱室温度，特别是采用单脉冲信号调节，外界气温变化时室温变化较大；要想减小舱室温度的变化，可将感温元件直接放置在有代表性的典型空调舱室内。,在舱室温度变化后，经调节器控制调节阀，改变加热器内加热工质的流量，使送风温度相应改变，室内温度也就得以恢复。,直接作用式温度调节器,直接作用式温度调节器以温包为感温元件，热惯性较大，但结构简单，管理方便，在舒适性空调的自动调节中广泛应用。,空调加热装置的温度调节器常采用充注甘油之类的液体温包。它是利用液体受热膨胀的特性，将温包感受的温度信号转变为压力信号。液体温包的容积都做得较大。毛细管和调节器本体传压部分的液体量相对就少得多，从而可减少输出压力受温包以外温度的干扰。,图示：具有温度补偿作用的双脉冲直接作用式温度调节器。它有两个液体温包，,一个是新风温包,2,，放置在空调器的新风入口处，感受外界气温，,另,个是送风温包,3,，放在空调器的分配室内，感受送风温度。,两个温包各以毛细管与液缸,11,相通，不论那个温包所感受的温度升高时，温包中的液体就会膨胀，从温包挤入液缸之中推动柱塞,9,将调节阀,1,关小。,三,、取暖工况的湿度度自动调节,1,调节方案,(1),控制送风的相对湿度,图,(,a),给出控制送风湿度的比例调节系统原理图。,感湿元件,1,放置在空调器出口的分配室内，用以感受送风的相对湿度，然后将信号送至比例式湿度调节器,2,。,(2),控制送风的含湿量,(,露点,),图(,b),所示即为控制送风露点的空调系统简图：,直接控制送风的含湿量，就可大致地控制室内的相对湿度。,因为含湿量确定即露点确定，故这种方案亦称为露点调节。,(3),控制回风或典型舱室的相对湿度,图,(,c),示出控制回风或典型舱室相对湿度的双位调节系统。当双位式湿度调节器,10,收到感湿元件,1,送出的湿度信号，表明回风的湿度或典型舱室的湿度已降低到所要求的下限时，调节器,10,即会发出调节信号，使加湿电磁阀,11,开启，舱内湿度随之增加，而当感湿元件感受的湿度达到上限时，调节器又会使电磁阀关闭，于是舱内湿度即开始下降。这种调节方案的滞后时间长，如果送风与室内空气混合不良，室内空气湿度的不均匀性会较大。,2,湿度调节器,湿度调节器根据感湿方法的不同主要有以下三种：,(1),干、湿感温元件式湿度调节器,这种湿度调节器是将两个感温元件同时置于测量点，将其中一个包以湿纱布，利用干、湿感温元件的温度差来反映相对湿度的大小。感温元件可采用温包或热电阻，前者是将干、湿元件的温度差变为温包充剂的压差，后者则是将两个热电阻因存在温差而出现的电阻差值变为电桥的不平衡电压，然后用压差或不平衡电压的大小来反映相对湿度。,图示出一种干、湿温包式湿度调节器。它是一种双位式电动调节器。,(2),氯化锂式电动湿度调节器,图示为氯化锂双位式电动湿度调节器及其系统。感湿元件,1,是一个绝缘的圆柱体，其表面缠有两根平行银丝，外涂一层含氯化锂的涂料，两根银丝本身互不接触，仅靠涂料使它们构成导电回路，所以,感湿件的电阻值取决于涂料的导电性,。当空气相对湿度变化时，氯化锂涂料的含水量随之改变，因而使其导电性改变，于是通过元件的电流也就成比例地发生变化。此电信号经晶体管放大器,2,放大后，即可通过信号继电器去控制调湿电磁阀,4,。当空气相 对湿度达到调定值时，信号继电器触头断开，于是电磁阀断电关闭，停止向空调器喷湿，而当相对湿度低于调定值,1,时，信号继电器触头闭合，电磁阀开启，蒸汽加湿器工作。,(3),尼龙,(,或毛发,),式气动湿度变送器,有的气动湿度调节系统所用的湿度变送器，是利用尼龙或脱脂毛发在既定拉力下的伸长率与空气相对湿度有关的特点做成感湿元件。这种系统及其维护管理比较复杂，灵敏度低，而且使用日久后感湿元件会老化或产生塑性变形，故目前使用不多。,四、送风系统静压的自动调节,在舶舶空调装置中，每一个空调器服务于一组舱室，各空调器风机的风压和风量都是按该组舱室所有的布风器全开的情况来选取的。如果在使用中某些舱室布风器的风门关小或关死，使送风流量减少的数值超过了风机额定流量的,15,20,，则风管中的静压就会明显增高，并因而使其它舱室的送风量增加、噪声增大，高速系统中这种现象尤为明显。为此，需对系统的静压进行调节。,送风系统静压的自动调节,1,调节方案,静压调节可以采用,风机,进口节流,、,出口节流,、,排气泄放,或,排气回流,的办法调节空调器分配室的静压；也可以将静压调节器直接装在主风管上，以使,风管中某控制点的静压能够保持在设计数值,。后一类方法虽然需要的调节器数量较多，但主风管可无须另设风门，调试更为方便，控制效果也好，目前更为流行。具体做法有以下两种：,(1),主风管节流法,图(,a),当控制点的静压升高时，调节器即会动作，使该主风管进口的节流风门关小，从而减小主风管静压。这种方法在关小节流风门时会使风机风压提高，噪声增大，运行工况有时会不稳定。,(2),主风管放气法,图(,b),当控制点静压升高时，调节器就会使该风管通走廊的泄放风门自动开大，以降低主风管中的静压。这种方法因调节过程中风机的工况点变化不大，故运行稳定。但当有效送风量减少时，空调器实际流量和风机功率仍基本不变，因此经济性较差。不过泄放的空气可以改善走廊的气候条件。,送风系统静压的自动调节,送风系统静压的自动调节,2,直接作用式静压调节器,装在主风管上，其动作原理如下：主风管中的静压由测压管,3,传至橡胶波纹管,1中(,测压管可直接感受风门后的静压，也可接至风管其它测压处,),，当静压升高超过调定值时，波纹管胀开，推动承压板,2,，再通过四根顶杆,9,和内壳,10,两侧的风门连杆机构,6,，克服四根拉伸调压弹簧,7,的初张力，使两扇风门,5,各绕其转轴,8,摆动，相互靠拢，将内壳的进风口关小，进行节流，使风门后的静压下降，反之相反。,第五节 船舶空调装置的实例和管理,一、双风管空调系统实例,图为我国某远洋货轮采用的双风管中速空调系统。这是一种调节性能好、噪声低、性能优良的空调系统。图示出该空调系统所用的双风管空调器，它是由前、后两级串联而成，流程较长，通风机放在两级之间。采用双速型风机，转速为,1 720,rmin,和860,rmin，,相应功率为,66,kW,和14,kW。,单纯通风工况时可用低速档供应全新风。,图示为我国某远洋货轮所用区域再热式单风管空调系统，它采用高速送风系统。空调器依次由混合室,1,、滤器,2,、预热器,3,、风机,4,、加湿器,5,、冷却器,6,、挡水板,7,和分配室,8,等组成，分配室分隔为三个部分，其中,B,区和,C,区设有空气再热器。,二、区域再热式单风管空调系统实例,三、空调装置的管理要点,1,，保持合适的回风比。在满足新鲜空气需要的前提下，采用较高的回风比，能节省空调耗能。,对不带末端冷却器的系统，根据空调区定员的多少，回风比约在,060,范围内，一般约为,30,；对带末端水换热器的系统，因送风流量较小，回风比约在,040,的范围内，有的采用,全新风。,2,在降温工况和取暖工况时，走廊通外界和机舱的门应随手关闭。,3,注意通风机的开启程序。,在降温工况起动空调装置时，应先开风机，后起动空调制冷装置。,因为刚起动时由于膨胀阀的温包降温较慢，致使膨胀阀的开度较大，这时，如风机未投入工作，则进入空气冷却器的冷剂就会因吸热量太小而容易造成压缩机液击。为了安全起见，空调制冷压缩机起动时应慢慢开启吸人截止阀，万一听到液击声，就应立即关小吸人截止阀，以后再逐渐开大。,在取暖工况起动空调装置时，应先使加热器投人工作，然后再起动通风机，,以免外界的冷空气突然灌人舱室。在启用加热器时，应慢慢并启加热器的进汽阀，对加热器进行预热，并注意泄放凝水，否则很容易引起水击。,4,注意加湿阀的启闭程度。,取履工况时应先使空气加热器投入工作，然后再开加湿阀。而要停用则应先关加湿阀，半分钟后再停风机，如果先停风机再关加湿蒸气，则存留在空调器和风管中的加湿空气就会因温度下降而在壁面上结露，导致腐浊。,5,严格控制加湿量。,取暖工况舱内空气的含湿量一般不应超过,65,gkg（,相应于室温,22,、相对湿度,40),，空调器出口相对湿度不宜超过下表所示的数（相当于含湿量为,6,gkg)。,因此，采用蒸汽加湿时应谨慎地调试加湿阀的开度。当外界气温降低时，就需适当加大加湿阀的开度。加湿器置于加热器之后时，由于该处空气温度较高，吸收水分的能力较强，要防止加湿过量，否则送风进入舱内后温度降低，容易使舱内湿度过高，甚至在舱壁缩露。,从保持舱内湿度达到设计下限,(30),的要求来看,(,室温为,18,时含湿量为,45,gkg)，,冬季外界空气相对湿度较大，气温在,05,以上时一般可以不用加湿。,单风管空调系统取暖工况送风湿度的最大值,送风温度,25,30,35,40,45,50,相对湿度,30,22,18,13,10,8,BW-1000,系列风道,/,水路温度传感器：,应用范围：,1.,暖通空调（,HVAC）,应用工程中冷站、热站，中央空调、新风机组等风道,水路、,蒸汽管路温度测量。 产品特点：,1.,安装方便,2.010,V DC,或420,mA,模拟输出，铂电阻或热敏电阻输出。,3.,温度测量最大范围：,-100至+200,。,BD-1000,系列风道温湿度传感器：,应用范围：,1.,暖通空调（,HVAC）,应用工程中中央空调、新风机组等送、回风管道温湿度测量。 产品特点：,1.,安装方便,2.010,V DC,或420,mA,模拟输出，铂电阻或热敏电阻输出（温度）。,3.,可实现数据远传，就地显示（,BD1000/D,系列）,4.,湿度最大测量范围：,0100%,RH，,温度最大测量范围,50至+50,。,BR-1000,系列房间型温湿度传感器：,应用范围：,1.,暖通空调（,HVAC） 2.,能量管理系统,3.,洁净工程,4.,电子厂房、药厂、卷烟厂,5.,计算机房、程控交换机房,6.,图书馆、实验室 产品优点：,1.,安装方便,2.010,V DC,或420,mA,模拟输出，铂电阻或热敏电阻输出（温度）,3.,湿度最大测量范围：,0100%,，温度最大测量范围,050,。,BR-2000/D,系列就地显示型房间温湿度传感器：,应用范围：,1.,暖通空调（,HVAC） 2.,能量管理系统,3.,洁净工程,4.,电子厂房、药厂、卷烟厂,5.,计算机房、程控交换机房,6.,图书馆、实验室 产品优点：,1.,安装方便,2.010,V DC,或420,mA,模拟输出，铂电阻或热敏电阻输出（温度）,3.,可实现数据远传，就地显示,4.,湿度最大测量范围：,0100%,，温度最大测量范围,050,。,BU-1000,系列室外温湿度传感器：,对于各种有环境温湿度检测要求的场合，,BESTON,的,BU,系列室外温湿度传感器,/,变送器可提供快速准确的测量。并将随温度变化的电阻信号及随湿度变化的电容信号转换为成比例的电信号输出。,BU,系列传感器,/,变送器提供了,0-10,V DC,输出、,4-20,mA,输出及电阻输出等多种形式。,BU,系列室外温湿度传感器,/,变送器可用于一般环境室外场合。不得应用于具有强酸、强碱及其它腐蚀性气体的场合。 传感器在室外安装时应装有顶部遮板，避免阳光直接照射及雨淋。,温湿度控制产品,湿度控制产品,温湿度传感器,露点传感器,地（水）源热泵系统特点,1.,极节能,能效比达,1:4 2.,冬季供暖，夏季制冷，全年提供热水。,3.,国家倡导和推出地温埋管方式提取地能，同时提倡水源丰富地区打井回灌和利用工业废水、池塘、河湖。,4.,户式、商用两大系列，独特的,2+1,模块组合方式，满足不同用户不同面积建筑和温室、游泳馆等用途的需求，使运行费用更低。,5.,与太阳能结合提高全年生活热水，运行更科学。,6.,最大限度满足要求，可提高从系统设计、地源施工、热泵机组、末端设备、安装维护服务。,7.,热泵机组等主要设备,1,、换向风,2,、热泵机组,3,、冷凝器,4,、蒸发器,5,、压缩机,6,、风机盘管,7,、水泵,8,、冷冻泵,9,、回灌井,10,、取水井,水源热泵,一种高效、节能、节水、冷暖雨用且无污染的空调系统一种可替代燃煤锅炉和冷却塔的空调系统,太阳是地球上最主要的能量来源；土壤就象一床厚棉被覆盖在地球表面，使得地表下面,15,米常年温度在,5到15,之间，冬暖夏凉，是取之不尽、用之不竭的天然热源。,地能中央空调就是利用水源热泵技术将冬暖夏凉的地能取出来供空调、采暖使用。节能特点节能：每,1,KW,电能制热,4,KW,制冷,5,KW,而普通家用空调均为,2-3,KW,电锅炉只有,0.95,KW。,制冷出水温度为,7-12,1,KW,电夏天可保持,20-60,平米房间温度为,22-24,。高效：地温一年四季基本恒定，使得热泵无论在制冷或者制热工况均处于高效率点，即制热效率为,4,制冷效率为,5.,地能中央空调经济性比较及投资回报期,水源热泵,1,、水源热泵户式空调系统,2,、家用空调器,3,、风冷式冷水机组,4,、螺杆式冷水机组,水源热泵,水源热泵制冷系统原理图,水源热泵,水源热泵制冷系统原理图,水源热泵,一、水源热泵技术的概念和工作原理水源热泵技术是利用地球表面浅层水源如地下水、河流和湖泊中吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源，并采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移的一种技术。 地球表面浅层水源如深度在,1000,米以内的地下水、地表的河流和湖泊和海洋中，吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量，并且水源的温度一般都十分稳定。水源热泵机组工作原理就是在夏季将建筑物中的热量转移到水源中，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量，而冬季，则从水源中提取能量，由热泵原理通过空气或水作为载冷剂提升温度后送到建筑物中。通常水源热泵消耗,1,kW,的能量，用户可以得到,4,kW,以上的热量或冷量。,水源热泵,水源热泵,使用水源热泵系统的北京工业大学图书馆,美国现任总统布什的乡间别墅使用了地源热泵供暖空调系统,水源热泵,地源热泵,热泵热水器是一种新型热水和供暖热泵产品，是一种可替代锅炉的供暖设备和热水装置。与传统太阳能相比，热泵热水器不仅可吸收空气中的热量，还可吸收太阳能。热泵热水器通过制冷剂温差吸热和压缩机压缩制热后，与水换热，大大提高热效率，充分利用了新能源，是将电热水器和太阳能热水器的各自优点完美的结合于一体的新型热水器。,地源热泵,在制冷状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，使其进行汽,-,液转化的循环。通过冷媒,/,空气热交换器内冷媒的蒸发将室内空气循环所携带的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过冷媒,/,水热交换器内冷媒的冷凝，由水路循环将冷媒所携带的热量吸收，最终由水路循环转移至地下水或土壤里。在室内热量不断转移至地下的过程中，通过冷媒,-,空气热交换器，以,13,以下的冷风的形式为房供冷。,在制热状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，并通过四通阀将冷媒流动方向换向。由地 下的水路循环吸收地下水或土壤里的热量，通过冷媒,/,水热交换器内冷媒的蒸发，将水路循环中的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过冷媒,/,空气热交换器内冷媒的冷凝，由空气循环将冷媒所携带的热量吸收。在地下的热量不断转移至室内的过程中，以,35,以上热风的形式向室内供暖。,