船舶空调系统及设备

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,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,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(,),1,船舶辅机,第12章,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,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。,“单风管” ：每个布风器只有一个风管供一种参数的风。,“集中式”：全船送风由一个“中央空调器”集中处理。,2,船舶辅机,第12章,船舶空调装置,Marine Air Conditioning Plant,2.区域再热,District Reheat,式(二次处理）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,取暖工况使用,3,船舶辅机,第12章,船舶空调装置,Marine Air Conditioning Plant,3.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,4,船舶辅机,第12章,船舶空调装置,Marine Air Conditioning Plant,1-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,缺点：水系统成本布置、布风器成本高、凝水问题,5,船舶辅机,第12章,船舶空调装置,Marine Air Conditioning Plant,4.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,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；,降温：预冷、不预冷,取暖：预热,6,船舶辅机,第12章,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,7,船舶辅机,第12章,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(,)：,8,船舶辅机,第12章,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,1015,m/s,48,m/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,1525,m/s,815m/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,9,船舶辅机,第12章,船舶空调装置,Marine Air Conditioning Plant,二、中央空调器,Central Air Conditioner,1.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。加湿器放在空气加热器之后，可利于加湿蒸汽(或水)被热空气吸收，还可防止加湿蒸汽(或水)结冻。但应注意防止加湿过多。,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,。,10,船舶辅机,第12章,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,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；,空气流经风机,温升小。,使空气均匀地流过换热器,高,(速),后,(弯),压,(出),低,(速),前,(弯),吸,(入),11,直接冷却式空气冷却器,船舶辅机,第12章,船舶空调装置,Marine Air Conditioning Plant,2.空气的冷却和除湿,1. 制冷剂蒸发温度不低于-2-4,o,C，一般为07,o,C。,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/s,12,船舶辅机,第12章,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),13,船舶辅机,第12章,船舶空调装置,Marine Air Conditioning Plant,单位风机热(,h,4,-h,3,),4,0,5,6,7,单位回风吸热(,h,2,-h,1,),空调器单位潜热负荷 (,h,5,-h,5,),空调器单位全热负荷 (,h,4,-h,5,),空调器单位显热负荷 (,h,4,-h,5,),5,单位新风全热负荷(,h,3,-h,2,),舱室单位全热负荷(,h,7,-h,6,),d,h,=100%,有回风集中式单风管降温工况(,),name,单位送风吸热(,h,6,-h,5,),空气冷却器热负荷,1,2,3,新风,回风,14,船舶辅机,第12章,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(h,1, d,1,)，干空气质量m,a,1,；回风状态点2(h,2, d,2,)，干空气质量m,a,2,。,混合后干空气质量： m,a,3,= m,a,1,+ m,a,2,混合后湿空气中水蒸气质量：(m,a,1,+m,a,2,)d,3,=m,a,1,d,1,+m,a,2,d,2,混合后湿空气焓值：(m,a,1,+m,a,2,)h,3,=m,a,1,h,1,+m,a,2,h,2,1-3与3-2热湿比相同，所以3在1和2的连线上。,把m换算成风量G，得教材结论。,15,船舶辅机,第12章,船舶空调装置,Marine Air Conditioning Plant,3.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 Trap,16,船舶辅机,第12章,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。,17,船舶辅机,第12章,船舶空调装置,Marine Air Conditioning Plant,=100%,单位送风热(,h,6,-,h,7,),舱室单位全热负荷(,h,7,-,h,8,),单位回风热(,h,8,-,h,2,),单位新风全热负荷(,h,2,-,h,3,),单位风机热(,h,6,-,h,7,),空调器单位显热负荷,(,h,5,-,h,4,),空调器单位潜热负荷,(,h,6,-,h,5,),3,4,5,6,7,8,h,d,有回风集中式单风管取暖工况(,),time,空气加热器热负荷,加湿器蒸汽耗量,1,2,新风,回风,18,船舶辅机,第12章,船舶空调装置,Marine Air Conditioning Plant,喷水：等焓过程,喷汽：等温过程,19,船舶辅机,第12章,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5,C以上，加湿阀应,(增大开度、减小开度、关闭)？,20,船舶辅机,第12章,船舶空调装置,Marine Air Conditioning Plant,6. 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,21,船舶辅机,第12章,船舶空调装置,Marine Air Conditioning Plant,10. 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)。,22,船舶辅机,第12章,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,23,船舶辅机,第12章,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,24,船舶辅机,第12章,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,25,船舶辅机,第12章,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(10,o,C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。,26,船舶辅机,第12章,船舶空调装置,Marine Air Conditioning Plant,单风管直布式布风器,27,船舶辅机,第12章,船舶空调装置,Marine Air Conditioning Plant,球形布风器,28,船舶辅机,第12章,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。,29,船舶辅机,第12章,船舶空调装置,Marine Air Conditioning Plant,2.诱导式布风器(诱导器),Induction Unit,温度,风量,一次风,Primary Air,二次风,Secondary Air,30,船舶辅机,第12章,船舶空调装置,Marine Air Conditioning Plant,2.诱导式布风器(诱导器),Induction Unit,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。,31,船舶辅机,第12章,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30m,3,/h，布风器出口总风量90m,3,/h，诱导比为( )。,3. 诱导器的喷嘴送风量为50m,3,/h，室内卷吸风量150m,3,/h，诱导比为( )。,2,3,32,